最近,DETR通过变压器启动了视觉任务的解决方案,它直接将图像特征映射转换为对象检测结果。虽然有效,但翻译完整的特征映射可能是由于背景的某些区域的冗余计算而成本。在这项工作中,我们封装了将空间冗余降低到新型民意调查和池(PNP)采样模块中的想法,其中我们构建了一个端到端的PNP-DETR架构,可在空间上自适应地分配其计算以更有效。具体地,PNP模块将图像特征映射到精细的前景对象特征向量和少量粗糙背景上下文特征向量。变压器模型在细粗糙度空间内的信息交互,并将要素转化为检测结果。此外,通过改变采样的特征长度,PNP - 增强模型可以通过单个模型立即在性能和计算之间实现各种期望的权衡,而不需要将多个模型作为现有方法训练。因此,在不同的情况下,它提供了更大的部署灵活性,不同的情况下具有不同的计算约束。我们进一步验证了PNP模块对Panoptic分割和最近的基于变压器的图像识别模型VIT的普遍性,并显示了一致的效率增益。我们相信我们的方法对变压器进行有效的视觉视觉分析,其中通常观察到空间冗余。代码将在\ url {https://github.com/twangnh/pnp-detr}上使用。
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Recent state-of-the-art one-stage instance segmentation model SOLO divides the input image into a grid and directly predicts per grid cell object masks with fully-convolutional networks, yielding comparably good performance as traditional two-stage Mask R-CNN yet enjoying much simpler architecture and higher efficiency. We observe SOLO generates similar masks for an object at nearby grid cells, and these neighboring predictions can complement each other as some may better segment certain object part, most of which are however directly discarded by non-maximum-suppression. Motivated by the observed gap, we develop a novel learning-based aggregation method that improves upon SOLO by leveraging the rich neighboring information while maintaining the architectural efficiency. The resulting model is named SODAR. Unlike the original per grid cell object masks, SODAR is implicitly supervised to learn mask representations that encode geometric structure of nearby objects and complement adjacent representations with context. The aggregation method further includes two novel designs: 1) a mask interpolation mechanism that enables the model to generate much fewer mask representations by sharing neighboring representations among nearby grid cells, and thus saves computation and memory; 2) a deformable neighbour sampling mechanism that allows the model to adaptively adjust neighbor sampling locations thus gathering mask representations with more relevant context and achieving higher performance. SODAR significantly improves the instance segmentation performance, e.g., it outperforms a SOLO model with ResNet-101 backbone by 2.2 AP on COCO \texttt{test} set, with only about 3\% additional computation. We further show consistent performance gain with the SOLOv2 model.
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DETR是使用变压器编码器 - 解码器架构的第一端到端对象检测器,并在高分辨率特征映射上展示竞争性能但低计算效率。随后的工作变形Detr,通过更换可变形的关注来提高DEDR的效率,这实现了10倍的收敛性和改进的性能。可变形DETR使用多尺度特征来改善性能,但是,与DETR相比,编码器令牌的数量增加了20倍,编码器注意的计算成本仍然是瓶颈。在我们的初步实验中,我们观察到,即使只更新了编码器令牌的一部分,检测性能也几乎没有恶化。灵感来自该观察,我们提出了稀疏的DETR,其仅选择性更新预期的解码器预期的令牌,从而有效地检测模型。此外,我们表明在编码器中的所选令牌上应用辅助检测丢失可以提高性能,同时最小化计算开销。即使在Coco数据集上只有10%的编码器令牌,我们验证稀疏DETR也可以比可变形DETR实现更好的性能。尽管只有编码器令牌稀疏,但总计算成本减少了38%,与可变形的Detr相比,每秒帧(FPS)增加42%。代码可在https://github.com/kakaobrain/sparse-dett
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在本文中,我们提出了简单的关注机制,我们称之为箱子。它可以实现网格特征之间的空间交互,从感兴趣的框中采样,并提高变压器的学习能力,以获得几个视觉任务。具体而言,我们呈现拳击手,短暂的框变压器,通过从输入特征映射上的参考窗口预测其转换来参加一组框。通过考虑其网格结构,拳击手通过考虑其网格结构来计算这些框的注意力。值得注意的是,Boxer-2D自然有关于其注意模块内容信息的框信息的原因,使其适用于端到端实例检测和分段任务。通过在盒注意模块中旋转的旋转的不变性,Boxer-3D能够从用于3D端到端对象检测的鸟瞰图平面产生识别信息。我们的实验表明,拟议的拳击手-2D在Coco检测中实现了更好的结果,并且在Coco实例分割上具有良好的和高度优化的掩模R-CNN可比性。 Boxer-3D已经为Waymo开放的车辆类别提供了令人信服的性能,而无需任何特定的类优化。代码将被释放。
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DETR has been recently proposed to eliminate the need for many hand-designed components in object detection while demonstrating good performance. However, it suffers from slow convergence and limited feature spatial resolution, due to the limitation of Transformer attention modules in processing image feature maps. To mitigate these issues, we proposed Deformable DETR, whose attention modules only attend to a small set of key sampling points around a reference. Deformable DETR can achieve better performance than DETR (especially on small objects) with 10× less training epochs. Extensive experiments on the COCO benchmark demonstrate the effectiveness of our approach. Code is released at https:// github.com/fundamentalvision/Deformable-DETR.
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多尺度功能已被证明在对象检测方面非常有效,大多数基于Convnet的对象检测器采用特征金字塔网络(FPN)作为利用多尺度功能的基本组件。但是,对于最近提出的基于变压器的对象探测器,直接结合多尺度功能会导致由于处理高分辨率特征的注意机制的高复杂性,因此导致了高度的计算开销。本文介绍了迭代多尺度特征聚合(IMFA) - 一种通用范式,可有效利用基于变压器的对象检测器中的多尺度特征。核心想法是从仅几个关键位置利用稀疏的多尺度特征,并且通过两种新颖的设计实现了稀疏的特征。首先,IMFA重新安排变压器编码器数据管道,因此可以根据检测预测进行迭代更新编码的功能。其次,在先前检测预测的指导下,IMFA稀疏的量表自适应特征可从几个关键点位置进行精制检测。结果,采样的多尺度特征稀疏,但仍然对对象检测非常有益。广泛的实验表明,提出的IMFA在略有计算开销的情况下显着提高了基于变压器的对象检测器的性能。项目页面:https://github.com/zhanggongjie/imfa。
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检测变压器已在富含样品的可可数据集上实现了竞争性能。但是,我们显示他们中的大多数人在小型数据集(例如CityScapes)上遭受了大量的性能下降。换句话说,检测变压器通常是渴望数据的。为了解决这个问题,我们通过逐步过渡从数据效率的RCNN变体到代表性的DETR,从经验中分析影响数据效率的因素。经验结果表明,来自本地图像区域的稀疏特征采样可容纳关键。基于此观察结果,我们通过简单地简单地交替如何在跨意义层构建键和价值序列,从而减少现有检测变压器的数据问题,并对原始模型进行最小的修改。此外,我们引入了一种简单而有效的标签增强方法,以提供更丰富的监督并提高数据效率。实验表明,我们的方法可以很容易地应用于不同的检测变压器,并在富含样品和样品的数据集上提高其性能。代码将在\ url {https://github.com/encounter1997/de-detrs}上公开提供。
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虽然用变压器(DETR)的检测越来越受欢迎,但其全球注意力建模需要极其长的培训期,以优化和实现有前途的检测性能。现有研究的替代方案主要开发先进的特征或嵌入设计来解决培训问题,指出,基于地区的兴趣区域(ROI)的检测细化可以很容易地帮助减轻DETR方法培训的难度。基于此,我们在本文中介绍了一种新型的经常性闪闪发光的解码器(Rego)。特别是,REGO采用多级复发处理结构,以帮助更准确地逐渐关注前景物体。在每个处理阶段,从ROI的闪烁特征提取视觉特征,其中来自上阶段的检测结果的放大边界框区域。然后,引入了基于一瞥的解码器,以提供基于前一级的瞥见特征和注意力建模输出的精细检测结果。在实践中,Refo可以很容易地嵌入代表性的DETR变体,同时保持其完全端到端的训练和推理管道。特别地,Refo帮助可变形的DETR在MSCOCO数据集上实现44.8AP,只有36个训练时期,与需要500和50时期的第一DETR和可变形的DETR相比,分别可以分别实现相当的性能。实验还表明,Rego始终如一地提升不同DETR探测器的性能高达7%的相对增益,在相同的50次训练时期。代码可通过https://github.com/zhechen/deformable-detr-rego获得。
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Panoptic semonation涉及联合语义分割和实例分割的组合,其中图像内容分为两种类型:事物和东西。我们展示了Panoptic SegFormer,是与变压器的Panoptic Semonation的一般框架。它包含三个创新组件:高效的深度监督掩模解码器,查询解耦策略以及改进的后处理方法。我们还使用可变形的DETR来有效地处理多尺度功能,这是一种快速高效的DETR版本。具体而言,我们以层式方式监督掩模解码器中的注意模块。这种深度监督策略让注意模块快速关注有意义的语义区域。与可变形的DETR相比,它可以提高性能并将所需培训纪元的数量减少一半。我们的查询解耦策略对查询集的职责解耦并避免了事物和东西之间的相互干扰。此外,我们的后处理策略通过联合考虑分类和分割质量来解决突出的面具重叠而没有额外成本的情况。我们的方法会在基线DETR模型上增加6.2 \%PQ。 Panoptic SegFormer通过56.2 \%PQ实现最先进的结果。它还显示出对现有方法的更强大的零射鲁布利。代码释放\ url {https://github.com/zhiqi-li/panoptic-segformer}。
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多模式变压器表现出高容量和灵活性,可将图像和文本对齐以进行视觉接地。然而,由于自我发挥操作的二次时间复杂性,仅编码的接地框架(例如,transvg)遭受了沉重的计算。为了解决这个问题,我们通过将整个接地过程解散为编码和解码阶段,提出了一种新的多模式变压器体系结构,以动态MDETR形成。关键观察是,图像中存在很高的空间冗余。因此,我们通过在加快视觉接地过程之前利用这种稀疏性来设计一种新的动态多模式变压器解码器。具体而言,我们的动态解码器由2D自适应采样模块和文本引导的解码模块组成。采样模块旨在通过预测参考点的偏移来选择这些信息补丁,而解码模块则可以通过在图像功能和文本功能之间执行交叉注意来提取接地对象信息。这两个模块也被堆叠起来,以逐渐弥合模态间隙,并迭代地完善接地对象的参考点,最终实现了视觉接地的目的。对五个基准测试的广泛实验表明,我们提出的动态MDETR实现了计算和准确性之间的竞争权衡。值得注意的是,在解码器中仅使用9%的特征点,我们可以降低〜44%的多模式变压器的GLOP,但仍然比仅编码器的对应物更高的精度。此外,为了验证其概括能力并扩展我们的动态MDETR,我们构建了第一个单级剪辑授权的视觉接地框架,并在这些基准测试中实现最先进的性能。
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建模长期依赖关系对于理解计算机视觉中的任务至关重要。尽管卷积神经网络(CNN)在许多视觉任务中都表现出色,但由于它们通常由当地核层组成,因此它们仍然限制捕获长期结构化关系。但是,完全连接的图(例如变形金刚中的自我发项操作)对这种建模是有益的,但是,其计算开销非常有用。在本文中,我们提出了一个动态图形消息传递网络,与建模完全连接的图形相比,该网络大大降低了计算复杂性。这是通过在图表中自适应采样节点(以输入为条件)来实现的,以传递消息传递。基于采样节点,我们动态预测节点依赖性滤波器权重和亲和力矩阵,以在它们之间传播信息。这种公式使我们能够设计一个自我发挥的模块,更重要的是,我们将基于变压器的新骨干网络用于图像分类预处理,并用于解决各种下游任务(对象检测,实例和语义细分)。使用此模型,我们在四个不同任务上的强,最先进的基线方面显示出显着改进。我们的方法还优于完全连接的图形,同时使用较少的浮点操作和参数。代码和型号将在https://github.com/fudan-zvg/dgmn2上公开提供。
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我们提出Osformer,这是伪装实例分割(CIS)的第一个单阶段变压器框架。Osformer基于两个关键设计。首先,我们设计了一个位置传感变压器(LST),以通过引入位置引导查询和混合通风volvolution feedforward网络来获得位置标签和实例感知参数。其次,我们开发了一个粗到细节的融合(CFF),以合并LST编码器和CNN骨架的各种上下文信息。结合这两个组件使Osformer能够有效地融合本地特征和远程上下文依赖关系,以预测伪装的实例。与两阶段的框架相比,我们的OSFORMER达到41%的AP并达到良好的收敛效率,而无需大量的训练数据,即仅3040个以下的样本以下60个时代。代码链接:https://github.com/pjlallen/osformer。
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变压器是一种基于关注的编码器解码器架构,彻底改变了自然语言处理领域。灵感来自这一重大成就,最近在将变形式架构调整到计算机视觉(CV)领域的一些开创性作品,这已经证明了他们对各种简历任务的有效性。依靠竞争力的建模能力,与现代卷积神经网络相比在本文中,我们已经为三百不同的视觉变压器进行了全面的审查,用于三个基本的CV任务(分类,检测和分割),提出了根据其动机,结构和使用情况组织这些方法的分类。 。由于培训设置和面向任务的差异,我们还在不同的配置上进行了评估了这些方法,以便于易于和直观的比较而不是各种基准。此外,我们已经揭示了一系列必不可少的,但可能使变压器能够从众多架构中脱颖而出,例如松弛的高级语义嵌入,以弥合视觉和顺序变压器之间的差距。最后,提出了三个未来的未来研究方向进行进一步投资。
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在这项工作中,我们呈现SEQFormer,这是一个令人沮丧的视频实例分段模型。 SEQFormer遵循Vision变换器的原理,该方法模型视频帧之间的实例关系。然而,我们观察到一个独立的实例查询足以捕获视频中的时间序列,但应该独立地使用每个帧进行注意力机制。为此,SEQFormer在每个帧中定位一个实例,并聚合时间信息以学习视频级实例的强大表示,其用于动态地预测每个帧上的掩模序列。实例跟踪自然地实现而不进行跟踪分支或后处理。在YouTube-VIS数据集上,SEQFormer使用Reset-50个骨干和49.0 AP实现47.4个AP,其中Reset-101骨干,没有响铃和吹口哨。此类成果分别显着超过了以前的最先进的性能4.6和4.4。此外,与最近提出的Swin变压器集成,SEQFormer可以实现59.3的高得多。我们希望SEQFormer可能是一个强大的基线,促进了视频实例分段中的未来研究,同时使用更强大,准确,整洁的模型来实现该字段。代码和预先训练的型号在https://github.com/wjf5203/seqformer上公开使用。
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视觉变压器(VIT)正在改变对象检测方法的景观。 VIT的自然使用方法是用基于变压器的骨干替换基于CNN的骨干,该主链很简单有效,其价格为推理带来了可观的计算负担。更微妙的用法是DEDR家族,它消除了对物体检测中许多手工设计的组件的需求,但引入了一个解码器,要求超长时间进行融合。结果,基于变压器的对象检测不能在大规模应用中占上风。为了克服这些问题,我们提出了一种新型的无解码器基于完全变压器(DFFT)对象检测器,这是第一次在训练和推理阶段达到高效率。我们通过居中两个切入点来简化反对检测到仅编码单级锚点的密集预测问题:1)消除训练感知的解码器,并利用两个强的编码器来保留单层特征映射预测的准确性; 2)探索具有有限的计算资源的检测任务的低级语义特征。特别是,我们设计了一种新型的轻巧的面向检测的变压器主链,该主链有效地捕获了基于良好的消融研究的丰富语义的低级特征。 MS Coco基准测试的广泛实验表明,DFFT_SMALL的表现优于2.5%AP,计算成本降低28%,$ 10 \ $ 10 \乘以$ 10 \乘以$较少的培训时期。与尖端的基于锚的探测器视网膜相比,DFFT_SMALL获得了超过5.5%的AP增益,同时降低了70%的计算成本。
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Detection Transformer (DETR) and Deformable DETR have been proposed to eliminate the need for many hand-designed components in object detection while demonstrating good performance as previous complex hand-crafted detectors. However, their performance on Video Object Detection (VOD) has not been well explored. In this paper, we present TransVOD, the first end-to-end video object detection system based on spatial-temporal Transformer architectures. The first goal of this paper is to streamline the pipeline of VOD, effectively removing the need for many hand-crafted components for feature aggregation, e.g., optical flow model, relation networks. Besides, benefited from the object query design in DETR, our method does not need complicated post-processing methods such as Seq-NMS. In particular, we present a temporal Transformer to aggregate both the spatial object queries and the feature memories of each frame. Our temporal transformer consists of two components: Temporal Query Encoder (TQE) to fuse object queries, and Temporal Deformable Transformer Decoder (TDTD) to obtain current frame detection results. These designs boost the strong baseline deformable DETR by a significant margin (2 %-4 % mAP) on the ImageNet VID dataset. TransVOD yields comparable performances on the benchmark of ImageNet VID. Then, we present two improved versions of TransVOD including TransVOD++ and TransVOD Lite. The former fuses object-level information into object query via dynamic convolution while the latter models the entire video clips as the output to speed up the inference time. We give detailed analysis of all three models in the experiment part. In particular, our proposed TransVOD++ sets a new state-of-the-art record in terms of accuracy on ImageNet VID with 90.0 % mAP. Our proposed TransVOD Lite also achieves the best speed and accuracy trade-off with 83.7 % mAP while running at around 30 FPS on a single V100 GPU device. Code and models will be available for further research.
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变压器最近在各种视觉任务上表现出卓越的性能。大型有时甚至全球,接收领域赋予变换器模型,并通过其CNN对应物具有更高的表示功率。然而,简单地扩大接收领域也产生了几个问题。一方面,使用致密的注意,例如,在VIT中,导致过度的记忆和计算成本,并且特征可以受到超出兴趣区域的无关紧要的影响。另一方面,PVT或SWIN变压器采用的稀疏注意是数据不可知论,可能会限制模拟长距离关系的能力。为了缓解这些问题,我们提出了一种新型可变形的自我关注模块,其中以数据相关的方式选择密钥和值对中的密钥和值对的位置。这种灵活的方案使自我关注模块能够专注于相关区域并捕获更多的信息性功能。在此基础上,我们呈现可变形的关注变压器,一般骨干模型,具有可变形关注的图像分类和密集预测任务。广泛的实验表明,我们的模型在综合基准上实现了一致的改善结果。代码可在https://github.com/leaplabthu/dat上获得。
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Passive millimeter-wave (PMMW) is a significant potential technique for human security screening. Several popular object detection networks have been used for PMMW images. However, restricted by the low resolution and high noise of PMMW images, PMMW hidden object detection based on deep learning usually suffers from low accuracy and low classification confidence. To tackle the above problems, this paper proposes a Task-Aligned Detection Transformer network, named PMMW-DETR. In the first stage, a Denoising Coarse-to-Fine Transformer (DCFT) backbone is designed to extract long- and short-range features in the different scales. In the second stage, we propose the Query Selection module to introduce learned spatial features into the network as prior knowledge, which enhances the semantic perception capability of the network. In the third stage, aiming to improve the classification performance, we perform a Task-Aligned Dual-Head block to decouple the classification and regression tasks. Based on our self-developed PMMW security screening dataset, experimental results including comparison with State-Of-The-Art (SOTA) methods and ablation study demonstrate that the PMMW-DETR obtains higher accuracy and classification confidence than previous works, and exhibits robustness to the PMMW images of low quality.
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In this paper we present Mask DINO, a unified object detection and segmentation framework. Mask DINO extends DINO (DETR with Improved Denoising Anchor Boxes) by adding a mask prediction branch which supports all image segmentation tasks (instance, panoptic, and semantic). It makes use of the query embeddings from DINO to dot-product a high-resolution pixel embedding map to predict a set of binary masks. Some key components in DINO are extended for segmentation through a shared architecture and training process. Mask DINO is simple, efficient, and scalable, and it can benefit from joint large-scale detection and segmentation datasets. Our experiments show that Mask DINO significantly outperforms all existing specialized segmentation methods, both on a ResNet-50 backbone and a pre-trained model with SwinL backbone. Notably, Mask DINO establishes the best results to date on instance segmentation (54.5 AP on COCO), panoptic segmentation (59.4 PQ on COCO), and semantic segmentation (60.8 mIoU on ADE20K) among models under one billion parameters. Code is available at \url{https://github.com/IDEACVR/MaskDINO}.
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