We present Polite Teacher, a simple yet effective method for the task of semi-supervised instance segmentation. The proposed architecture relies on the Teacher-Student mutual learning framework. To filter out noisy pseudo-labels, we use confidence thresholding for bounding boxes and mask scoring for masks. The approach has been tested with CenterMask, a single-stage anchor-free detector. Tested on the COCO 2017 val dataset, our architecture significantly (approx. +8 pp. in mask AP) outperforms the baseline at different supervision regimes. To the best of our knowledge, this is one of the first works tackling the problem of semi-supervised instance segmentation and the first one devoted to an anchor-free detector.

如今，半监督对象检测（SSOD）是一个热门话题，因为虽然收集用于创建新数据集的图像相当容易，但标记它们仍然是一项昂贵且耗时的任务。在半监督学习（SSL）设置上利用原始图像的成功方法之一是卑鄙的教师技术，在其中，老师的伪标记的运作以及从学生到教师的知识转移到教师的情况下进行。但是，通过阈值进行伪标记并不是最好的解决方案，因为置信值与预测不确定性无关，不允许安全过滤预测。在本文中，我们介绍了一个附加的分类任务，以进行边界框定位，以改善预测边界框的过滤并获得更高的学生培训质量。此外，我们从经验上证明，无监督部分上的边界框回归可以同样有助于培训与类别分类一样多。我们的实验表明，我们的IL-NET（改善本地化网）在限量注册方案中可可数据集中的SSOD性能提高了1.14％的AP。该代码可从https://github.com/implabunipr/unbiased-teacher/tree/ilnet获得

微创手术中的手术工具检测是计算机辅助干预措施的重要组成部分。当前的方法主要是基于有监督的方法，这些方法需要大量的完全标记的数据来培训监督模型，并且由于阶级不平衡问题而患有伪标签偏见。但是，带有边界框注释的大图像数据集通常几乎无法使用。半监督学习（SSL）最近出现了仅使用适度的注释数据训练大型模型的一种手段。除了降低注释成本。 SSL还显示出希望产生更强大和可推广的模型。因此，在本文中，我们在手术工具检测范式中介绍了半监督学习（SSL）框架，该框架旨在通过知识蒸馏方法来减轻培训数据的稀缺和数据失衡。在拟议的工作中，我们培训了一个标有数据的模型，该模型启动了教师学生的联合学习，在该学习中，学生接受了来自未标记数据的教师生成的伪标签的培训。我们提出了一个多级距离，在检测器的利益区域头部具有基于保证金的分类损失函数，以有效地将前景类别与背景区域隔离。我们在M2CAI16-Tool-locations数据集上的结果表明，我们的方法在不同的监督数据设置（1％，2％，5％，注释数据的10％）上的优越性，其中我们的模型可实现8％，12％和27的总体改善在最先进的SSL方法和完全监督的基线上，MAP中的％（在1％标记的数据上）。该代码可在https://github.com/mansoor-at/semi-supervise-surgical-tool-det上获得

半监督对象检测（SSOD）的最新进展主要由基于一致性的伪标记方法驱动，用于图像分类任务，产生伪标签作为监控信号。然而，在使用伪标签时，缺乏考虑本地化精度和放大的类别不平衡，这两者都对于检测任务至关重要。在本文中，我们介绍了针对物体检测量身定制的确定性感知伪标签，可以有效地估计导出的伪标签的分类和定位质量。这是通过将传统定位转换为分类任务之后的传统定位来实现的。在分类和本地化质量分数上调节，我们动态调整用于为每个类别生成伪标签和重重损耗函数的阈值，以减轻类别不平衡问题。广泛的实验表明，我们的方法在Coco和Pascal VOC上的1-2％AP改善了最先进的SSOD性能，同时与大多数现有方法正交和互补。在有限的注释制度中，我们的方法可以通过从Coco标记的1-10％标记数据来改善监督基准。

随着半监督对象检测（SS-OD）技术的最新开发，可以使用有限的标记数据和丰富的未标记数据来改进对象检测器。但是，仍然有两个挑战未解决：（1）在无锚点检测器上没有先前的SS-OD作品，并且（2）当伪标记的边界框回归时，先前的工作是无效的。在本文中，我们提出了无偏见的教师V2，其中显示了SS-OD方法对无锚定检测器的概括，并引入了无监督回归损失的侦听机制。具体而言，我们首先提出了一项研究，研究了现有的SS-OD方法在无锚固探测器上的有效性，并发现在半监督的设置下它们的性能改善要较低。我们还观察到，在无锚点检测器中使用的中心度和基于本地化的标签的盒子选择不能在半监视的设置下正常工作。另一方面，我们的聆听机制明确地阻止了在边界框回归训练中误导伪标记。我们特别开发了一种基于教师和学生的相对不确定性的新型伪标记的选择机制。这个想法有助于半监督环境中回归分支的有利改善。我们的方法适用于无锚固方法和基于锚的方法，它始终如一地对VOC，可可标准和可可添加的最新方法表现出色。

临床医生在手术室（OR）的细粒度定位是设计新一代或支持系统的关键组成部分。需要基于人像素的分段和身体视觉计算机的计算机视觉模型检测，以更好地了解OR的临床活动和空间布局。这是具有挑战性的，这不仅是因为或图像与传统视觉数据集有很大不同，还因为在隐私问题上很难收集和生成数据和注释。为了解决这些问题，我们首先研究了如何在低分辨率图像上进行姿势估计和实例分割，而下采样因子从1x到12倍进行下采样因子。其次，为了解决域的偏移和缺乏注释，我们提出了一种新型的无监督域适应方法，称为适配器，以使模型从野外标记的源域中适应统计上不同的未标记目标域。我们建议在未标记的目标域图像的不同增强上利用明确的几何约束，以生成准确的伪标签，并使用这些伪标签在自我训练框架中对高分辨率和低分辨率或图像进行训练。此外，我们提出了分离的特征归一化，以处理统计上不同的源和目标域数据。对两个或数据集MVOR+和TUM-或TUM-或测试的详细消融研究的广泛实验结果表明，我们方法对强构建的基线的有效性，尤其是在低分辨率的隐私性或图像上。最后，我们在大规模可可数据集上显示了我们作为半监督学习方法（SSL）方法的普遍性，在这里，我们获得了可比较的结果，而对经过100％标记的监督培训的模型的标签监督只有1％。 。

标记数据通常昂贵且耗时，特别是对于诸如对象检测和实例分割之类的任务，这需要对图像的密集标签进行密集的标签。虽然几张拍摄对象检测是关于培训小说中的模型（看不见的）对象类具有很少的数据，但它仍然需要在许多标记的基础（见）类的课程上进行训练。另一方面，自我监督的方法旨在从未标记数据学习的学习表示，该数据转移到诸如物体检测的下游任务。结合几次射击和自我监督的物体检测是一个有前途的研究方向。在本调查中，我们审查并表征了几次射击和自我监督对象检测的最新方法。然后，我们给我们的主要外卖，并讨论未来的研究方向。https://gabrielhuang.github.io/fsod-survey/的项目页面

We propose a novel end-to-end curriculum learning approach for sparsely labelled animal datasets leveraging large volumes of unlabelled data to improve supervised species detectors. We exemplify the method in detail on the task of finding great apes in camera trap footage taken in challenging real-world jungle environments. In contrast to previous semi-supervised methods, our approach adjusts learning parameters dynamically over time and gradually improves detection quality by steering training towards virtuous self-reinforcement. To achieve this, we propose integrating pseudo-labelling with curriculum learning policies and show how learning collapse can be avoided. We discuss theoretical arguments, ablations, and significant performance improvements against various state-of-the-art systems when evaluating on the Extended PanAfrican Dataset holding approx. 1.8M frames. We also demonstrate our method can outperform supervised baselines with significant margins on sparse label versions of other animal datasets such as Bees and Snapshot Serengeti. We note that performance advantages are strongest for smaller labelled ratios common in ecological applications. Finally, we show that our approach achieves competitive benchmarks for generic object detection in MS-COCO and PASCAL-VOC indicating wider applicability of the dynamic learning concepts introduced. We publish all relevant source code, network weights, and data access details for full reproducibility. The code is available at https://github.com/youshyee/DCL-Detection.

Semi-supervised object detection (SSOD) aims to boost detection performance by leveraging extra unlabeled data. The teacher-student framework has been shown to be promising for SSOD, in which a teacher network generates pseudo-labels for unlabeled data to assist the training of a student network. Since the pseudo-labels are noisy, filtering the pseudo-labels is crucial to exploit the potential of such framework. Unlike existing suboptimal methods, we propose a two-step pseudo-label filtering for the classification and regression heads in a teacher-student framework. For the classification head, OCL (Object-wise Contrastive Learning) regularizes the object representation learning that utilizes unlabeled data to improve pseudo-label filtering by enhancing the discriminativeness of the classification score. This is designed to pull together objects in the same class and push away objects from different classes. For the regression head, we further propose RUPL (Regression-Uncertainty-guided Pseudo-Labeling) to learn the aleatoric uncertainty of object localization for label filtering. By jointly filtering the pseudo-labels for the classification and regression heads, the student network receives better guidance from the teacher network for object detection task. Experimental results on Pascal VOC and MS-COCO datasets demonstrate the superiority of our proposed method with competitive performance compared to existing methods.

在这项研究中，我们深入研究了半监督对象检测〜（SSOD）所面临的独特挑战。我们观察到当前的探测器通常遭受3个不一致问题。 1）分配不一致，传统的分配策略对标记噪声很敏感。 2）子任务不一致，其中分类和回归预测在同一特征点未对准。 3）时间不一致，伪Bbox在不同的训练步骤中差异很大。这些问题导致学生网络的优化目标不一致，从而恶化了性能并减慢模型收敛性。因此，我们提出了一个系统的解决方案，称为一致的老师，以补救上述挑战。首先，自适应锚分配代替了基于静态的策略，该策略使学生网络能够抵抗嘈杂的psudo bbox。然后，我们通过设计功能比对模块来校准子任务预测。最后，我们采用高斯混合模型（GMM）来动态调整伪盒阈值。一致的老师在各种SSOD评估上提供了新的强大基线。只有10％的带注释的MS-Coco数据，它可以使用Resnet-50骨干实现40.0 MAP，该数据仅使用伪标签，超过了4个地图。当对完全注释的MS-Coco进行其他未标记的数据进行培训时，性能将进一步增加到49.1 MAP。我们的代码将很快开源。

半弱监督和监督的学习最近在对象检测文献中引起了很大的关注，因为它们可以减轻成功训练深度学习模型所需的注释成本。半监督学习的最先进方法依赖于使用多阶段过程训练的学生老师模型，并大量数据增强。为弱监督的设置开发了自定义网络，因此很难适应不同的检测器。在本文中，引入了一种弱半监督的训练方法，以减少这些训练挑战，但通过仅利用一小部分全标记的图像，并在弱标记图像中提供信息来实现最先进的性能。特别是，我们基于通用抽样的学习策略以在线方式产生伪基真实（GT）边界框注释，消除了对多阶段培训的需求和学生教师网络配置。这些伪GT框是根据通过得分传播过程累积的对象建议的分类得分从弱标记的图像中采样的。 PASCAL VOC数据集的经验结果表明，使用VOC 2007作为完全标记的拟议方法可提高性能5.0％，而VOC 2012作为弱标记数据。同样，有了5-10％的完全注释的图像，我们观察到MAP中的10％以上的改善，表明对图像级注释的适度投资可以大大改善检测性能。

在本文中，我们在半监督对象检测（SSOD）中深入研究了两种关键技术，即伪标记和一致性训练。我们观察到，目前，这两种技术忽略了对象检测的一些重要特性，从而阻碍了对未标记数据的有效学习。具体而言，对于伪标记，现有作品仅关注分类得分，但不能保证伪框的本地化精度；为了保持一致性训练，广泛采用的随机训练只考虑了标签级的一致性，但错过了功能级别的训练，这在确保尺度不变性方面也起着重要作用。为了解决嘈杂的伪箱所产生的问题，我们设计了包括预测引导的标签分配（PLA）和正面验证一致性投票（PCV）的嘈杂伪盒学习（NPL）。 PLA依赖于模型预测来分配标签，并使甚至粗糙的伪框都具有鲁棒性。 PCV利用积极建议的回归一致性来反映伪盒的本地化质量。此外，在一致性训练中，我们提出了包括标签和特征水平一致性的机制的多视图尺度不变学习（MSL），其中通过将两个图像之间的移动特征金字塔对准具有相同内容但变化量表的变化来实现特征一致性。在可可基准测试上，我们的方法称为伪标签和一致性训练（PSECO），分别以2.0、1.8、2.0分的1％，5％和10％的标签比优于SOTA（软教师）。它还显着提高了SSOD的学习效率，例如，PSECO将SOTA方法的训练时间减半，但实现了更好的性能。代码可从https://github.com/ligang-cs/pseco获得。

构建强大的通用对象检测框架需要扩展到更大的标签空间和更大的培训数据集。但是，大规模获取数千个类别的注释是高昂的成本。我们提出了一种新颖的方法，该方法利用了最近的视觉和语言模型中可用的丰富语义来将对象定位和分类在未标记的图像中，从而有效地生成了伪标签以进行对象检测。从通用和类别的区域建议机制开始，我们使用视觉和语言模型将图像的每个区域分类为下游任务所需的任何对象类别。我们在两个特定的任务（开放式摄影检测检测）中演示了生成的伪标签的值，其中模型需要概括为看不见的对象类别以及半监督对象检测，其中可以使用其他未标记的图像来改善模型。我们的经验评估显示了伪标签在这两个任务中的有效性，我们在其中优于竞争基准并实现了开放式摄制对象检测的新颖最新。我们的代码可在https://github.com/xiaofeng94/vl-plm上找到。

Letting a deep network be aware of the quality of its own predictions is an interesting yet important problem. In the task of instance segmentation, the confidence of instance classification is used as mask quality score in most instance segmentation frameworks. However, the mask quality, quantified as the IoU between the instance mask and its ground truth, is usually not well correlated with classification score. In this paper, we study this problem and propose Mask Scoring R-CNN which contains a network block to learn the quality of the predicted instance masks. The proposed network block takes the instance feature and the corresponding predicted mask together to regress the mask IoU. The mask scoring strategy calibrates the misalignment between mask quality and mask score, and improves instance segmentation performance by prioritizing more accurate mask predictions during COCO AP evaluation. By extensive evaluations on the COCO dataset, Mask Scoring R-CNN brings consistent and noticeable gain with different models, and outperforms the state-of-the-art Mask R-CNN. We hope our simple and effective approach will provide a new direction for improving instance segmentation. The source code of our method is available at https:// github.com/zjhuang22/maskscoring_rcnn. * The work was done when Zhaojin Huang was an intern in Horizon Robotics Inc.

我们解决对象检测中的域适应问题，其中在源（带有监控）和目标域（没有监督的域的域名）之间存在显着的域移位。作为广泛采用的域适应方法，自培训教师学生框架（学生模型从教师模型生成的伪标签学习）在目标域中产生了显着的精度增益。然而，由于其偏向源域，它仍然存在从教师产生的大量低质量伪标签（例如，误报）。为了解决这个问题，我们提出了一种叫做自适应无偏见教师（AUT）的自我训练框架，利用对抗的对抗学习和弱强的数据增强来解决域名。具体而言，我们在学生模型中使用特征级的对抗性培训，确保从源和目标域中提取的功能共享类似的统计数据。这使学生模型能够捕获域不变的功能。此外，我们在目标领域的教师模型和两个域上的学生模型之间应用了弱强的增强和相互学习。这使得教师模型能够从学生模型中逐渐受益，而不会遭受域移位。我们展示了AUT通过大边距显示所有现有方法甚至Oracle（完全监督）模型的优势。例如，我们在有雾的城市景观（Clipart1k）上实现了50.9％（49.3％）地图，分别比以前的最先进和甲骨文高9.2％（5.2％）和8.2％（11.0％）

由于现实世界中标记的数据的昂贵性，以伪标签为基础的半监督对象探测器具有吸引力。但是，处理令人困惑的样本是不平凡的：放弃有价值的混乱样本会损害模型的概括，同时将其用于训练会加剧由于不可避免的错误标记引起的确认偏见问题。为了解决这个问题，本文提议在没有标签校正的情况下主动使用令人困惑的样品。具体而言，将虚拟类别（VC）分配给每个混乱的样本，以便即使没有具体标签，它们也可以安全地为模型优化做出贡献。它归因于将训练样本与虚拟类别之间的嵌入距离指定为类间距离的下限。此外，我们还修改了本地化损失，以允许位置回归的高质量边界。广泛的实验表明，所提出的VC学习显着超过了最新的，尤其是使用少量可用标签。

研究表明，当训练数据缺少注释时，对象检测器的性能下降，即稀疏注释数据。当代方法专注于缺少地面实话注释的代理，无论是伪标签的形式还是通过在训练期间重新称重梯度。在这项工作中，我们重新审视了稀疏注释物体检测的制定。我们观察到稀疏注释的物体检测可以被认为是区域级的半监督对象检测问题。在此洞察力上，我们提出了一种基于区域的半监督算法，它自动识别包含未标记的前景对象的区域。我们的算法然后以不同的方式处理标记和未标记的前景区域，在半监督方法中进行常见做法。为了评估所提出的方法的有效性，我们对普斯卡尔库尔和可可数据集的稀疏注释方法常用的五种分裂进行详尽的实验，并实现最先进的性能。除此之外，我们还表明，我们的方法在标准半监督设置上实现了竞争性能，证明了我们的方法的实力和广泛适用性。

Deep learning has emerged as an effective solution for solving the task of object detection in images but at the cost of requiring large labeled datasets. To mitigate this cost, semi-supervised object detection methods, which consist in leveraging abundant unlabeled data, have been proposed and have already shown impressive results. However, most of these methods require linking a pseudo-label to a ground-truth object by thresholding. In previous works, this threshold value is usually determined empirically, which is time consuming, and only done for a single data distribution. When the domain, and thus the data distribution, changes, a new and costly parameter search is necessary. In this work, we introduce our method Adaptive Self-Training for Object Detection (ASTOD), which is a simple yet effective teacher-student method. ASTOD determines without cost a threshold value based directly on the ground value of the score histogram. To improve the quality of the teacher predictions, we also propose a novel pseudo-labeling procedure. We use different views of the unlabeled images during the pseudo-labeling step to reduce the number of missed predictions and thus obtain better candidate labels. Our teacher and our student are trained separately, and our method can be used in an iterative fashion by replacing the teacher by the student. On the MS-COCO dataset, our method consistently performs favorably against state-of-the-art methods that do not require a threshold parameter, and shows competitive results with methods that require a parameter sweep search. Additional experiments with respect to a supervised baseline on the DIOR dataset containing satellite images lead to similar conclusions, and prove that it is possible to adapt the score threshold automatically in self-training, regardless of the data distribution.

平均老师（MT）方案在半监督对象检测（SSOD）中被广泛采用。在MT中，通过手工制作的标签分配，采用了由教师的最终预测（例如，在无最大抑制（NMS）后处理之后）提供的稀疏伪标签（例如，在无最大抑制（NMS）后处理）。但是，稀疏到密集的范式使SSOD的管道复杂化，同时忽略了强大的直接，密集的教师监督。在本文中，我们试图直接利用教师的密集指导来监督学生培训，即密集至密集的范式。具体而言，我们建议逆NMS聚类（INC）和等级匹配（RM），以实例化密集的监督，而无需广泛使用的常规稀疏伪标签。 Inc带领学生像老师一样将候选箱子分组为NMS中的群集，这是通过学习在NMS过程中揭示的分组信息来实现的。在通过Inc获得了与教师相同的分组计划后，学生通过排名匹配进一步模仿了教师与聚类候选人的排名分配。借助拟议的Inc和RM，我们将密集的教师指导集成到半监督的对象检测（称为DTG-SSOD）中，成功地放弃了稀疏的伪标签，并在未标记的数据上提供了更有信息的学习。在可可基准上，我们的DTG-SSOD在各种标签率下实现了最先进的性能。例如，在10％的标签率下，DTG-SSOD将监督的基线从26.9提高到35.9地图，使以前的最佳方法软教师的表现优于1.9分。

迄今为止，最强大的半监督对象检测器（SS-OD）基于伪盒，该盒子需要一系列带有微调超参数的后处理。在这项工作中，我们建议用稀疏的伪盒子以伪造的伪标签形式取代稀疏的伪盒。与伪盒相比，我们的密集伪标签（DPL）不涉及任何后处理方法，因此保留了更丰富的信息。我们还引入了一种区域选择技术，以突出关键信息，同时抑制密集标签所携带的噪声。我们将利用DPL作为密集老师的拟议的SS-OD算法命名。在可可和VOC上，密集的老师在各种环境下与基于伪盒的方法相比表现出卓越的表现。