预计未来几十年的全球粮食不安全将加速气候变化率和人口迅速增加。在这种静脉中,重要的是在每种饮食生产水平上消除效率低下。最近深入学习的进步可以帮助降低这种效率低下,但他们的申请尚未成为整个行业的主流,以大规模的规模诱导经济成本。为此,已将现代技术(如CNNS(卷积神经网络)应用于RPQD(原始产生质量检测)任务。另一方面,变压器在其他方式中的视野中的成功首次亮相使我们能够在RPQD中预计这些基于变压器的模型更好的性能。在这项工作中,我们专门调查了最近的最先进的水流(移位的Windows)变压器,这些变压器可以在窗口和窗口间的方式中计算自我关注。我们将Swin变压器与CNN模型进行比较四个RPQD图像数据集,每个CNN模型都包含不同种类的生成:水果和蔬菜,鱼类,猪肉和牛肉。我们观察到Swin Transformer不仅实现了更好或更有竞争力的性能,而且还具有数据和计算效率,使其成为现实世界的实际部署的理想选择。据我们所知,这是第一个对RPQD任务的大规模实证研究,我们希望在未来的作品中更加关注。
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This paper presents a new vision Transformer, called Swin Transformer, that capably serves as a general-purpose backbone for computer vision. Challenges in adapting Transformer from language to vision arise from differences between the two domains, such as large variations in the scale of visual entities and the high resolution of pixels in images compared to words in text. To address these differences, we propose a hierarchical Transformer whose representation is computed with Shifted windows. The shifted windowing scheme brings greater efficiency by limiting self-attention computation to non-overlapping local windows while also allowing for cross-window connection. This hierarchical architecture has the flexibility to model at various scales and has linear computational complexity with respect to image size. These qualities of Swin Transformer make it compatible with a broad range of vision tasks, including image classification (87.3 top-1 accuracy on ImageNet-1K) and dense prediction tasks such as object detection (58.7 box AP and 51.1 mask AP on COCO testdev) and semantic segmentation (53.5 mIoU on ADE20K val). Its performance surpasses the previous state-of-theart by a large margin of +2.7 box AP and +2.6 mask AP on COCO, and +3.2 mIoU on ADE20K, demonstrating the potential of Transformer-based models as vision backbones. The hierarchical design and the shifted window approach also prove beneficial for all-MLP architectures. The code and models are publicly available at https://github. com/microsoft/Swin-Transformer.
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随着计算机技术的开发,人工智能已经出现了各种模型。在自然语言处理(NLP)成功之后,变压器模型已应用于计算机视觉(CV)。放射科医生在当今迅速发展的医疗领域中继续面临多重挑战,例如增加工作量和增加的诊断需求。尽管以前有一些常规的肺癌检测方法,但仍需要提高其准确性,尤其是在现实的诊断情况下。本文创造性地提出了一种基于有效变压器的分割方法,并将其应用于医学图像分析。该算法通过分析肺癌数据来完成肺癌分类和细分的任务,并旨在为医务人员提供有效的技术支持。此外,我们在各个方面进行了评估并比较了结果。对于分类任务,通过定期培训和SWIN-B在两项决议中通过预训练的最高准确性可高达82.3%。对于分割任务,我们使用预训练来帮助模型提高实验的准确性。这三个模型的准确性达到95%以上。实验表明该算法可以很好地应用于肺癌分类和分割任务。
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视觉识别的“咆哮20S”开始引入视觉变压器(VITS),这将被取代的Cummnets作为最先进的图像分类模型。另一方面,vanilla vit,当应用于一般计算机视觉任务等对象检测和语义分割时面临困难。它是重新引入多个ConvNet Priors的等级变压器(例如,Swin变压器),使变压器实际上可作为通用视觉骨干网,并在各种视觉任务上展示了显着性能。然而,这种混合方法的有效性仍然在很大程度上归功于变压器的内在优越性,而不是卷积的固有感应偏差。在这项工作中,我们重新审视设计空间并测试纯粹的Convnet可以实现的限制。我们逐渐“现代化”标准Reset朝着视觉变压器的设计设计,并发现几个有助于沿途绩效差异的关键组件。此探索的结果是一个纯粹的ConvNet型号被称为ConvNext。完全由标准的Convnet模块构建,ConvNexts在准确性和可扩展性方面与变压器竞争,实现了87.8%的ImageNet Top-1精度和表现优于COCO检测和ADE20K分割的Swin变压器,同时保持了标准Convnet的简单性和效率。
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根据诊断各种疾病的胸部X射线图像的可观增长,以及收集广泛的数据集,使用深神经网络进行了自动诊断程序,已经占据了专家的思想。计算机视觉中的大多数可用方法都使用CNN主链来获得分类问题的高精度。然而,最近的研究表明,在NLP中成为事实上方法的变压器也可以优于许多基于CNN的模型。本文提出了一个基于SWIN变压器的多标签分类深模型,作为实现最新诊断分类的骨干。它利用了头部体系结构来利用多层感知器(也称为MLP)。我们评估了我们的模型,该模型称为“ Chest X-Ray14”,最广泛,最大的X射线数据集之一,该数据集由30,000多名14例著名胸部疾病的患者组成100,000多个额叶/背景图像。我们的模型已经用几个数量的MLP层用于头部设置,每个模型都在所有类别上都达到了竞争性的AUC分数。胸部X射线14的全面实验表明,与以前的SOTA平均AUC为0.799相比,三层头的平均AUC得分为0.810,其平均AUC得分为0.810。我们建议对现有方法进行公平基准测试的实验设置,该设置可以用作未来研究的基础。最后,我们通过确认所提出的方法参与胸部的病理相关区域,从而跟进了结果。
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在语言领域取得成功之后,自我发挥机制(变压器)在视觉领域采用并取得了巨大的成功。此外,作为另一个流中的多层感知器(MLP),也在视觉域中探索。除传统CNN以外,这些架构最近引起了人们的关注,并提出了许多方法。作为将参数效率和性能与图像识别中的局部性和层次结合在一起的一种,我们提出了将两个流合并的GSWIN。Swin Transformer和(多头)GMLP。我们表明,与具有较小模型大小的SWIN Transformer相比,GSWIN可以在三个视觉任务,图像分类,对象检测和语义分割方面实现更好的准确性。
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本文解决了由多头自我注意力(MHSA)中高计算/空间复杂性引起的视觉变压器的低效率缺陷。为此,我们提出了层次MHSA(H-MHSA),其表示以层次方式计算。具体而言,我们首先将输入图像分为通常完成的补丁,每个补丁都被视为令牌。然后,拟议的H-MHSA学习本地贴片中的令牌关系,作为局部关系建模。然后,将小贴片合并为较大的贴片,H-MHSA对少量合并令牌的全局依赖性建模。最后,汇总了本地和全球专注的功能,以获得具有强大表示能力的功能。由于我们仅在每个步骤中计算有限数量的令牌的注意力,因此大大减少了计算负载。因此,H-MHSA可以在不牺牲细粒度信息的情况下有效地模拟令牌之间的全局关系。使用H-MHSA模块合并,我们建立了一个基于层次的变压器网络的家族,即HAT-NET。为了证明在场景理解中HAT-NET的优越性,我们就基本视觉任务进行了广泛的实验,包括图像分类,语义分割,对象检测和实例细分。因此,HAT-NET为视觉变压器提供了新的视角。可以在https://github.com/yun-liu/hat-net上获得代码和预估计的模型。
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卷积神经网络(CNN)已在许多计算机视觉任务中广泛使用。但是,CNN具有固定的接收场,并且缺乏远程感知的能力,这对于人类的姿势估计至关重要。由于其能够捕获像素之间的远程依赖性的能力,因此最近对计算机视觉应用程序采用了变压器体系结构,并被证明是一种高效的体系结构。我们有兴趣探索其在人类姿势估计中的能力,因此提出了一个基于变压器结构的新型模型,并通过特征金字塔融合结构增强了。更具体地说,我们使用预训练的Swin变压器作为主链,并从输入图像中提取特征,我们利用特征金字塔结构从不同阶段提取特征图。通过将功能融合在一起,我们的模型可以预测关键点热图。我们研究的实验结果表明,与最新的基于CNN的模型相比,提出的基于变压器的模型可以实现更好的性能。
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我们介绍克斯内变压器,一种高效且有效的变压器的骨干,用于通用视觉任务。变压器设计的具有挑战性的问题是,全球自我关注来计算成本昂贵,而局部自我关注经常限制每个令牌的相互作用。为了解决这个问题,我们开发了以平行的横向和垂直条纹在水平和垂直条纹中计算自我关注的交叉形窗口自我关注机制,通过将输入特征分成相等的条纹而获得的每个条纹宽度。我们提供了条纹宽度效果的数学分析,并改变变压器网络的不同层的条纹宽度,这在限制计算成本时实现了强大的建模能力。我们还介绍了本地增强的位置编码(LEPE),比现有的编码方案更好地处理本地位置信息。 LEPE自然支持任意输入分辨率,因此对下游任务特别有效和友好。 CSWIN变压器并入其具有这些设计和分层结构,展示了普通愿景任务的竞争性能。具体来说,它在ImageNet-1K上实现了85.4 \%Top-1精度,而无需任何额外的培训数据或标签,53.9盒AP和46.4掩模AP,ADE20K语义分割任务上的52.2 Miou,超过以前的状态 - 在类似的拖鞋设置下,艺术品+1.2,+2.0,+1.4和+2.0分别为+1.2,+2.0,+1.4和+2.0。通过在较大的数据集Imagenet-21k上进行前预先预订,我们在Ave20K上实现了87.5%的成像-1K和高分性能,55.7 miou。代码和模型可在https://github.com/microsoft/cswin-transformer中找到。
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最近,变形金刚在各种视觉任务中表现出了有希望的表现。变压器设计中的一个挑战性问题是,全球自我注意力非常昂贵,尤其是对于高分辨率视觉任务。局部自我注意力在局部区域内执行注意力计算以提高其效率,从而导致其在单个注意力层中的接受场不够大,从而导致上下文建模不足。在观察场景时,人类通常集中在局部区域,同时在粗粒度下参加非注意区域。基于这一观察结果,我们开发了轴向扩展的窗口自我发注意机制,该机制在局部窗口内执行精细颗粒的自我注意力,并在水平和垂直轴上进行粗粒度的自我注意力,因此可以有效地捕获短 - 远程视觉依赖性。
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变压器提供了一种设计神经网络以进行视觉识别的新方法。与卷积网络相比,变压器享有在每个阶段引用全局特征的能力,但注意模块带来了更高的计算开销,阻碍了变压器的应用来处理高分辨率的视觉数据。本文旨在减轻效率和灵活性之间的冲突,为此,我们为每个地区提出了专门的令牌,作为使者(MSG)。因此,通过操纵这些MSG令牌,可以在跨区域灵活地交换视觉信息,并且减少计算复杂性。然后,我们将MSG令牌集成到一个名为MSG-Transformer的多尺度体系结构中。在标准图像分类和对象检测中,MSG变压器实现了竞争性能,加速了GPU和CPU的推断。代码可在https://github.com/hustvl/msg-transformer中找到。
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多年来,卷积神经网络(CNN)已成为多种计算机视觉任务的事实上的标准。尤其是,基于开创性体系结构(例如具有跳过连接的U形模型)或具有金字塔池的Artous卷积的深度神经网络已针对广泛的医学图像分析任务量身定制。此类架构的主要优点是它们容易拘留多功能本地功能。然而,作为一般共识,CNN无法捕获由于卷积操作的固有性能的内在特性而捕获长期依赖性和空间相关性。另外,从全球信息建模中获利的变压器源于自我发项机制,最近在自然语言处理和计算机视觉方面取得了出色的表现。然而,以前的研究证明,局部和全局特征对于密集预测的深层模型至关重要,例如以不同的形状和配置对复杂的结构进行分割。为此,本文提出了TransDeeplab,这是一种新型的DeepLab样纯变压器,用于医学图像分割。具体而言,我们用移动的窗口利用层次旋转式变形器来扩展DeepLabV3并建模非常有用的空间金字塔池(ASPP)模块。对相关文献的彻底搜索结果是,我们是第一个用基于纯变压器模型对开创性DeepLab模型进行建模的人。关于各种医学图像分割任务的广泛实验证明,我们的方法在视觉变压器和基于CNN的方法的合并中表现出色或与大多数当代作品相提并论,并显着降低了模型复杂性。代码和训练有素的模型可在https://github.com/rezazad68/transdeeplab上公开获得
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我们提出了全球环境视觉变压器(GC VIT),这是一种新的结构,可增强参数和计算利用率。我们的方法利用了与本地自我注意的联合的全球自我发项模块,以有效但有效地建模长和短距离的空间相互作用,而无需昂贵的操作,例如计算注意力面罩或移动本地窗户。此外,我们通过建议在我们的体系结构中使用修改后的融合倒置残差块来解决VIT中缺乏归纳偏差的问题。我们提出的GC VIT在图像分类,对象检测和语义分割任务中实现了最新的结果。在用于分类的ImagEnet-1k数据集上,基本,小而微小的GC VIT,$ 28 $ M,$ 51 $ M和$ 90 $ M参数实现$ \ textbf {83.2 \%} $,$ \ textbf {83.9 \%} $和$ \ textbf {84.4 \%} $ top-1的精度,超过了相当大的先前艺术,例如基于CNN的Convnext和基于VIT的Swin Transformer,其优势大大。在对象检测,实例分割和使用MS Coco和ADE20K数据集的下游任务中,预训练的GC VIT主机在对象检测,实例分割和语义分割的任务中始终如一地超过事务,有时是通过大余量。可在https://github.com/nvlabs/gcvit上获得代码。
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视觉变压器的最新进展在基于点产生自我注意的新空间建模机制驱动的各种任务中取得了巨大成功。在本文中,我们表明,视觉变压器背后的关键要素,即输入自适应,远程和高阶空间相互作用,也可以通过基于卷积的框架有效地实现。我们介绍了递归封闭式卷积($ \ textit {g}^\ textit {n} $ conv),该卷积{n} $ conv)与封闭的卷积和递归设计执行高阶空间交互。新操作是高度灵活和可定制的,它与卷积的各种变体兼容,并将自我注意的两阶相互作用扩展到任意订单,而无需引入大量额外的计算。 $ \ textit {g}^\ textit {n} $ conv可以用作插件模块,以改善各种视觉变压器和基于卷积的模型。根据该操作,我们构建了一个名为Hornet的新型通用视觉骨干家族。关于ImageNet分类,可可对象检测和ADE20K语义分割的广泛实验表明,大黄蜂的表现优于Swin变形金刚,并具有相似的整体体系结构和训练配置的明显边距。大黄蜂还显示出对更多训练数据和更大模型大小的有利可伸缩性。除了在视觉编码器中的有效性外,我们还可以将$ \ textit {g}^\ textit {n} $ conv应用于特定于任务的解码器,并始终通过较少的计算来提高密集的预测性能。我们的结果表明,$ \ textIt {g}^\ textit {n} $ conv可以成为视觉建模的新基本模块,可有效结合视觉变形金刚和CNN的优点。代码可从https://github.com/raoyongming/hornet获得
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图像中的场景细分是视觉内容理解中的一个基本而又具有挑战性的问题,即学习一个模型,将每个图像像素分配给分类标签。这项学习任务的挑战之一是考虑空间和语义关系以获得描述性特征表示,因此从多个量表中学习特征图是场景细分中的一种常见实践。在本文中,我们探讨了在多尺度图像窗口中自我发挥的有效使用来学习描述性视觉特征,然后提出三种不同的策略来汇总这些特征图以解码特征表示形式以进行密集的预测。我们的设计基于最近提出的SWIN Transformer模型,该模型完全放弃了卷积操作。借助简单而有效的多尺度功能学习和聚合,我们的模型在四个公共场景细分数据集,Pascal VOC2012,Coco-STUFF 10K,ADE20K和CITYSCAPES上实现了非常有希望的性能。
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变形金刚最近在计算机视觉社区中引起了极大的关注。然而,缺乏关于图像大小的自我注意力机制的可扩展性限制了它们在最先进的视觉骨架中的广泛采用。在本文中,我们介绍了一种高效且可扩展的注意模型,我们称之为多轴注意,该模型由两个方面组成:阻止局部和扩张的全球关注。这些设计选择允许仅具有线性复杂性的任意输入分辨率上进行全局本地空间相互作用。我们还通过有效地将我们提出的注意模型与卷积混合在一起,提出了一个新的建筑元素,因此,通过简单地在多个阶段重复基本的构建块,提出了一个简单的层次视觉主链,称为Maxvit。值得注意的是,即使在早期的高分辨率阶段,Maxvit也能够在整个网络中“看到”。我们证明了模型在广泛的视觉任务上的有效性。根据图像分类,Maxvit在各种设置下实现最先进的性能:没有额外的数据,Maxvit获得了86.5%的Imagenet-1K Top-1精度;使用Imagenet-21K预训练,我们的模型可实现88.7%的TOP-1精度。对于下游任务,麦克斯维特(Maxvit)作为骨架可在对象检测以及视觉美学评估方面提供有利的性能。我们还表明,我们提出的模型表达了ImageNet上强大的生成建模能力,这表明了Maxvit块作为通用视觉模块的优势潜力。源代码和训练有素的模型将在https://github.com/google-research/maxvit上找到。
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由于复杂的注意机制和模型设计,大多数现有的视觉变压器(VIT)无法在现实的工业部署方案中的卷积神经网络(CNN)高效,例如张力和coreml。这提出了一个独特的挑战:可以设计视觉神经网络以与CNN一样快地推断并表现强大吗?最近的作品试图设计CNN-Transformer混合体系结构来解决这个问题,但是这些作品的整体性能远非令人满意。为了结束这些结束,我们提出了下一代视觉变压器,以在现实的工业场景中有效部署,即下一步,从延迟/准确性权衡的角度来看,它在CNN和VIT上占主导地位。在这项工作中,下一个卷积块(NCB)和下一个变压器块(NTB)分别开发出用于使用部署友好机制捕获本地和全球信息。然后,下一个混合策略(NHS)旨在将NCB和NTB堆叠在有效的混合范式中,从而提高了各种下游任务中的性能。广泛的实验表明,在各种视觉任务方面的延迟/准确性权衡方面,下一个VIT明显优于现有的CNN,VIT和CNN转换混合体系结构。在Tensorrt上,在可可检测上,Next-Vit超过5.4 MAP(从40.4到45.8),在类似延迟下,ADE20K细分的8.2%MIOU(从38.8%到47.0%)。同时,它可以与CSWIN达到可比的性能,而推理速度则以3.6倍的速度加速。在COREML上,在类似的延迟下,在COCO检测上,下一步超过了可可检测的4.6 MAP(从42.6到47.2),ADE20K分割的3.5%MIOU(从45.2%到48.7%)。代码将最近发布。
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虽然变形金机对视频识别任务的巨大潜力具有较强的捕获远程依赖性的强大能力,但它们经常遭受通过对视频中大量3D令牌的自我关注操作引起的高计算成本。在本文中,我们提出了一种新的变压器架构,称为双重格式,可以有效且有效地对视频识别进行时空关注。具体而言,我们的Dualformer将完全时空注意力分层到双级级联级别,即首先在附近的3D令牌之间学习细粒度的本地时空交互,然后捕获查询令牌之间的粗粒度全局依赖关系。粗粒度全球金字塔背景。不同于在本地窗口内应用时空分解或限制关注计算以提高效率的现有方法,我们本地 - 全球分层策略可以很好地捕获短期和远程时空依赖项,同时大大减少了钥匙和值的数量在注意计算提高效率。实验结果表明,对抗现有方法的五个视频基准的经济优势。特别是,Dualformer在动态-400/600上设置了新的最先进的82.9%/ 85.2%,大约1000g推理拖鞋,比具有相似性能的现有方法至少3.2倍。
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视觉变压器(VIT)最近在一系列计算机视觉任务中占据了主导地位,但训练数据效率低下,局部语义表示能力较低,而没有适当的电感偏差。卷积神经网络(CNNS)固有地捕获了区域感知语义,激发了研究人员将CNN引入VIT的架构中,以为VIT提供理想的诱导偏见。但是,嵌入在VIT中的微型CNN实现的位置是否足够好?在本文中,我们通过深入探讨混合CNNS/VIT的宏观结构如何增强层次VIT的性能。特别是,我们研究了令牌嵌入层,别名卷积嵌入(CE)的作用,并系统地揭示了CE如何在VIT中注入理想的感应偏置。此外,我们将最佳CE配置应用于最近发布的4个最先进的Vits,从而有效地增强了相应的性能。最后,释放了一个有效的混合CNN/VIT家族,称为CETNET,可以用作通用的视觉骨架。具体而言,CETNET在Imagenet-1K上获得了84.9%的TOP-1准确性(从头开始训练),可可基准上的48.6%的盒子地图和ADE20K上的51.6%MIOU,从而显着提高了相应的最新态度的性能。艺术基线。
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与2020年相比,由于注意力和嗜睡的增加,汽车撞车事故增长了20%。昏昏欲睡和分心的驾驶是所有车祸的45%的原因。作为减少昏昏欲睡和分心的驾驶的一种手段,使用计算机视觉的检测方法可以设计为低成本,准确和微创。这项工作调查了视觉变压器以优于3D-CNN的最先进准确性。两个独立的变压器接受了嗜睡和分心。昏昏欲睡的视频变压器模型接受了全国Tsing-hua大学昏昏欲睡的驾驶数据集(NTHU-DDD)的培训,其中有一个视频Swin Transformer模型,可在两个类别上进行10个时代 - 昏昏欲睡和非der脚模拟10.5个小时。分散注意力的视频变压器在驾驶员监视数据集(DMD)上接受了带有视频SWIN变压器的50个时代的培训,该时期超过9个分心相关的类。嗜睡模型的准确性达到44%,测试集的损失值高,表明过度拟合和模型性能差。过度拟合表明有限的培训数据和应用模型体系结构缺乏可量化的参数。分散注意力的模型优于DMD上的最新模型,达到97.5%,表明有足够的数据和强大的体系结构,变压器适合不适合驾驶检测。未来的研究应使用较新的模型,例如Tokenlearner来实现更高的准确性和效率,合并现有数据集以扩展以检测酒后驾车和道路愤怒,以创建全面的解决方案,以防止交通崩溃,并部署功能性的原型,以革新自动安全安全性行业。
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