自我监督的方法(SSL)通过最大化两个增强视图之间的相互信息,裁剪是一种巨大的成功,其中裁剪是一种流行的增强技术。裁剪区域广泛用于构造正对,而裁剪后的左侧区域很少被探讨在现有方法中,尽管它们在一起构成相同的图像实例并且两者都有助于对类别的描述。在本文中,我们首次尝试从完整的角度来展示两种地区的重要性,并提出称为区域对比学习(RegionCl)的简单但有效的借口任务。具体地,给定两个不同的图像,我们随机从具有相同大小的每个图像随机裁剪区域(称为粘贴视图)并将它们交换以分别与左区域(称为CANVAS视图)一起组成两个新图像。然后,可以根据以下简单标准提供对比度对,即,每个视图是(1)阳性,其视图从相同的原始图像增强,并且与从其他图像增强的视图增强的视图。对于对流行的SSL方法进行微小的修改,RegionCL利用这些丰富的对并帮助模型区分来自画布和粘贴视图的区域特征,因此学习更好的视觉表示。 Imagenet,Coco和Citycapes上的实验表明,RegionCL通过大型边缘改善Moco V2,Densecl和Simsiam,并在分类,检测和分割任务上实现最先进的性能。代码将在https://github.com/annbless/regioncl.git上获得。
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我们提出了一种适用于半全球任务的自学学习(SSL)方法,例如对象检测和语义分割。我们通过在训练过程中最大程度地减少像素级局部对比度(LC)损失,代表了同一图像转换版本的相应图像位置之间的局部一致性。可以将LC-LOSS添加到以最小开销的现有自我监督学习方法中。我们使用可可,Pascal VOC和CityScapes数据集评估了两个下游任务的SSL方法 - 对象检测和语义细分。我们的方法的表现优于现有的最新SSL方法可可对象检测的方法1.9%,Pascal VOC检测1.4%,而CityScapes Sementation则为0.6%。
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We present DetCo, a simple yet effective self-supervised approach for object detection. Unsupervised pre-training methods have been recently designed for object detection, but they are usually deficient in image classification, or the opposite. Unlike them, DetCo transfers well on downstream instance-level dense prediction tasks, while maintaining competitive image-level classification accuracy. The advantages are derived from (1) multi-level supervision to intermediate representations, (2) contrastive learning between global image and local patches. These two designs facilitate discriminative and consistent global and local representation at each level of feature pyramid, improving detection and classification, simultaneously.Extensive experiments on VOC, COCO, Cityscapes, and ImageNet demonstrate that DetCo not only outperforms recent methods on a series of 2D and 3D instance-level detection tasks, but also competitive on image classification. For example, on ImageNet classification, DetCo is 6.9% and 5.0% top-1 accuracy better than InsLoc and DenseCL, which are two contemporary works designed for object detection. Moreover, on COCO detection, DetCo is 6.9 AP better than SwAV with Mask R-CNN C4. Notably, DetCo largely boosts up Sparse R-CNN, a recent strong detector, from 45.0 AP to 46.5 AP (+1.5 AP), establishing a new SOTA on COCO. Code is available.
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In contrastive self-supervised learning, the common way to learn discriminative representation is to pull different augmented "views" of the same image closer while pushing all other images further apart, which has been proven to be effective. However, it is unavoidable to construct undesirable views containing different semantic concepts during the augmentation procedure. It would damage the semantic consistency of representation to pull these augmentations closer in the feature space indiscriminately. In this study, we introduce feature-level augmentation and propose a novel semantics-consistent feature search (SCFS) method to mitigate this negative effect. The main idea of SCFS is to adaptively search semantics-consistent features to enhance the contrast between semantics-consistent regions in different augmentations. Thus, the trained model can learn to focus on meaningful object regions, improving the semantic representation ability. Extensive experiments conducted on different datasets and tasks demonstrate that SCFS effectively improves the performance of self-supervised learning and achieves state-of-the-art performance on different downstream tasks.
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To date, most existing self-supervised learning methods are designed and optimized for image classification. These pre-trained models can be sub-optimal for dense prediction tasks due to the discrepancy between image-level prediction and pixel-level prediction. To fill this gap, we aim to design an effective, dense self-supervised learning method that directly works at the level of pixels (or local features) by taking into account the correspondence between local features. We present dense contrastive learning (DenseCL), which implements self-supervised learning by optimizing a pairwise contrastive (dis)similarity loss at the pixel level between two views of input images.Compared to the baseline method MoCo-v2, our method introduces negligible computation overhead (only <1% slower), but demonstrates consistently superior performance when transferring to downstream dense prediction tasks including object detection, semantic segmentation and instance segmentation; and outperforms the state-of-the-art methods by a large margin. Specifically, over the strong MoCo-v2 baseline, our method achieves significant improvements of 2.0% AP on PASCAL VOC object detection, 1.1% AP on COCO object detection, 0.9% AP on COCO instance segmentation, 3.0% mIoU on PASCAL VOC semantic segmentation and 1.8% mIoU on Cityscapes semantic segmentation.
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在计算病理学工作流程中检测和分裂ObjectSwithinWholesLideImagesis。自我监督学习(SSL)吸引了这种重度注释的任务。尽管自然图像的密集任务具有广泛的基准,但不幸的是,在当前的病理学作品中,此类研究仍然没有。我们的论文打算缩小这一差距。我们首先基于病理图像中密集预测任务的代表性SSL方法。然后,我们提出了概念对比学习(结论),这是密集预训练的SSL框架。我们探讨了结论如何使用不同来源提供的概念,并最终提出了一种简单的无依赖性概念生成方法,该方法不依赖于外部分割算法或显着检测模型。广泛的实验表明,在不同环境中,结论比以前的最新SSL方法具有优势。沿着我们的探索,我们弥补了几个重要而有趣的组成部分,这有助于致力于病理图像的密集预训练。我们希望这项工作可以提供有用的数据点,并鼓励社区为感兴趣的问题进行结论预培训。代码可用。
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We present Momentum Contrast (MoCo) for unsupervised visual representation learning. From a perspective on contrastive learning [29] as dictionary look-up, we build a dynamic dictionary with a queue and a moving-averaged encoder. This enables building a large and consistent dictionary on-the-fly that facilitates contrastive unsupervised learning. MoCo provides competitive results under the common linear protocol on ImageNet classification. More importantly, the representations learned by MoCo transfer well to downstream tasks. MoCo can outperform its supervised pre-training counterpart in 7 detection/segmentation tasks on PASCAL VOC, COCO, and other datasets, sometimes surpassing it by large margins. This suggests that the gap between unsupervised and supervised representation learning has been largely closed in many vision tasks.
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蒙面图像建模(MIM)在各种视觉任务上取得了令人鼓舞的结果。但是,学到的表示形式的有限可区分性表现出来,使一个更强大的视力学习者还有很多值得一试。为了实现这一目标,我们提出了对比度蒙面的自动编码器(CMAE),这是一种新的自我监督的预训练方法,用于学习更全面和有能力的视觉表示。通过详细统一的对比度学习(CL)和掩盖图像模型(MIM),CMAE利用了它们各自的优势,并以强大的实例可辨别性和局部的可感知来学习表示形式。具体而言,CMAE由两个分支组成,其中在线分支是不对称的编码器编码器,而目标分支是动量更新的编码器。在培训期间,在线编码器从蒙面图像的潜在表示中重建了原始图像,以学习整体特征。馈送完整图像的目标编码器通过其在线学习通过对比度学习增强了功能可区分性。为了使CL与MIM兼容,CMAE引入了两个新组件,即用于生成合理的正视图和特征解码器的像素移位,以补充对比度对的特征。多亏了这些新颖的设计,CMAE可以有效地提高了MIM对应物的表示质量和转移性能。 CMAE在图像分类,语义分割和对象检测的高度竞争基准上实现了最先进的性能。值得注意的是,CMAE-BASE在Imagenet上获得了$ 85.3 \%$ $ TOP-1的准确性和$ 52.5 \%$ MIOU的ADE20K,分别超过了$ 0.7 \%\%$ $和$ 1.8 \%$ $。代码将公开可用。
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The pretrain-finetune paradigm in modern computer vision facilitates the success of self-supervised learning, which tends to achieve better transferability than supervised learning. However, with the availability of massive labeled data, a natural question emerges: how to train a better model with both self and full supervision signals? In this paper, we propose Omni-suPErvised Representation leArning with hierarchical supervisions (OPERA) as a solution. We provide a unified perspective of supervisions from labeled and unlabeled data and propose a unified framework of fully supervised and self-supervised learning. We extract a set of hierarchical proxy representations for each image and impose self and full supervisions on the corresponding proxy representations. Extensive experiments on both convolutional neural networks and vision transformers demonstrate the superiority of OPERA in image classification, segmentation, and object detection. Code is available at: https://github.com/wangck20/OPERA.
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基于对比的学习的预培训的目标是利用大量的未标记数据来产生可以容易地调整下游的模型。电流方法围绕求解图像辨别任务:给定锚图像,该图像的增强对应物和一些其他图像,该模型必须产生表示,使得锚和其对应物之间的距离很小,并且锚和其他图像很大。这种方法存在两个重要问题:(i)通过对比图像级别的表示,很难生成有利于下游对象级任务(如实例分段)的详细对象敏感功能; (ii)制造增强对应的增强策略是固定的,在预培训的后期阶段做出更低的学习。在这项工作中,我们引入课程对比对象级预培训(CCOP)来解决这些问题:(i)我们使用选择性搜索来查找粗略对象区域并使用它们构建图像间对象级对比度损耗和一个图像内对象级别歧视损失进入我们的预训练目标; (ii)我们提出了一种课程学习机制,其自适应地增强所生成的区域,这允许模型一致地获取有用的学习信号,即使在预训练的后期阶段也是如此。我们的实验表明,当在多对象场景图像数据集上进行预训练时,我们的方法通过大量对象级任务的大幅度提高了MoCo V2基线。代码可在https://github.com/chenhongyiyang/ccop中找到。
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在这项工作中,我们研究了对象检测模型的自我监督预审计的不同方法。我们首先设计一个通用框架,通过随机采样和投射框来学习从图像中学习空间一致的密集表示,并将其投影到每个增强视图,并最大程度地提高相应的盒子功能之间的相似性。我们研究文献中的现有设计选择,例如盒子生成,功能提取策略,并使用其在实例级图像表示学习技术上获得成功启发的多种视图。我们的结果表明,该方法对超参数的不同选择是可靠的,并且使用多个视图不如实例级图像表示学习所显示的那样有效。我们还设计了两个辅助任务,以通过(1)通过使用对比度损失从采样设置中预测盒子中的一个视图中的框来预测框,并且(2)使用变压器预测盒子坐标,这可能会受益。下游对象检测任务。我们发现,在标记数据上预审计的模型时,这些任务不会导致更好的对象检测性能。
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本文介绍了密集的暹罗网络(Denseiam),这是一个简单的无监督学习框架,用于密集的预测任务。它通过以两种类型的一致性(即像素一致性和区域一致性)之间最大化一个图像的两个视图之间的相似性来学习视觉表示。具体地,根据重叠区域中的确切位置对应关系,Denseiam首先最大化像素级的空间一致性。它还提取一批与重叠区域中某些子区域相对应的区域嵌入,以形成区域一致性。与以前需要负像素对,动量编码器或启发式面膜的方法相反,Denseiam受益于简单的暹罗网络,并优化了不同粒度的一致性。它还证明了简单的位置对应关系和相互作用的区域嵌入足以学习相似性。我们将Denseiam应用于ImageNet,并在各种下游任务上获得竞争性改进。我们还表明,只有在一些特定于任务的损失中,简单的框架才能直接执行密集的预测任务。在现有的无监督语义细分基准中,它以2.1 miou的速度超过了最新的细分方法,培训成本为28%。代码和型号在https://github.com/zwwwayne/densesiam上发布。
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自我监督的对比学习的最新进展产生了良好的图像级表示,这有利于分类任务,但通常会忽略像素级详细信息,从而导致转移性能不令人满意地转移到密集的预测任务,例如语义细分。在这项工作中,我们提出了一种称为CP2的像素对比度学习方法(拷贝性对比度预处理),该方法促进了图像和像素级表示学习,因此更适合下游密集的预测任务。详细说明,我们将随机的作物从图像(前景)复制到不同的背景图像,并为语义分割模型提供了以1)为目标的语义分割模型。共享相同的前景。表现出色表明CP2在下游语义分段中的表现强劲:通过对Pascal VOC 2012上的CP2预审计的模型,我们获得了78.6%MIOU,具有RESNET-50和79.5%的vit-s。
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近年来,基于对比的自我监督学习方法取得了巨大的成功。但是,自学要求非常长的训练时期(例如,MoCO V3的800个时代)才能获得有希望的结果,这对于一般学术界来说是不可接受的,并阻碍了该主题的发展。这项工作重新审视了基于动量的对比学习框架,并确定了两种增强观点仅产生一个积极对的效率低下。我们提出了快速MOCO-一个新颖的框架,该框架利用组合贴片从两个增强视图中构造了多对正面,该视图提供了丰富的监督信号,这些信号带来了可忽视的额外计算成本,从而带来了显着的加速。经过100个时期训练的快速MOCO实现了73.5%的线性评估精度,类似于经过800个时期训练的MOCO V3(Resnet-50骨干)。额外的训练(200个时期)进一步将结果提高到75.1%,这与最先进的方法相当。几个下游任务的实验也证实了快速MOCO的有效性。
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对比自我监督的学习已经超越了许多下游任务的监督预测,如分割和物体检测。但是,当前的方法仍然主要应用于像想象成的策划数据集。在本文中,我们首先研究数据集中的偏差如何影响现有方法。我们的研究结果表明,目前的对比方法令人惊讶地工作:(i)对象与场景为中心,(ii)统一与长尾和(iii)一般与域特定的数据集。其次,鉴于这种方法的一般性,我们尝试通过微小的修改来实现进一步的收益。我们展示了学习额外的修正 - 通过使用多尺度裁剪,更强的增强和最近的邻居 - 改善了表示。最后,我们观察Moco在用多作物策略训练时学习空间结构化表示。表示可以用于语义段检索和视频实例分段,而不会FineTuning。此外,结果与专门模型相提并论。我们希望这项工作将成为其他研究人员的有用研究。代码和模型可在https://github.com/wvanganebleke/revisiting-contrastive-ssl上获得。
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自我监督学习(SSL)的承诺是利用大量未标记的数据来解决复杂的任务。尽管简单,图像级学习取得了出色的进步,但最新方法显示出包括图像结构知识的优势。但是,通过引入手工制作的图像分割来定义感兴趣的区域或专门的增强策略,这些方法牺牲了使SSL如此强大的简单性和通用性。取而代之的是,我们提出了一个自我监督的学习范式,该学习范式本身会发现这种图像结构。我们的方法,ODIN,夫妻对象发现和表示网络,以发现有意义的图像分割,而无需任何监督。由此产生的学习范式更简单,更易碎,更一般,并且取得了最先进的转移学习结果,以进行对象检测和实例对可可的细分,以及对Pascal和CityScapes的语义细分,同时超过监督的预先培训,用于戴维斯的视频细分。
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最近的自我监督学习(SSL)方法在从未标记的图像中学习视觉表示方面显示出令人印象深刻的结果。本文旨在通过利用基础神经网络的建筑优势进一步提高其性能,因为SSL的当前最新视觉借口任务不享受好处,即它们是架构 - 敏捷的。特别是,我们专注于视觉变形金刚(VIT),这些变压器最近引起了人们的关注,作为更好的建筑选择,通常优于各种视觉任务的卷积网络。 VIT的独特特征在于,它从图像中采取了一系列不交联补丁,并在内部处理补丁级表示。受此启发的启发,我们设计了一个简单而有效的视觉借口任务,创造了自我绘制,以学习更好的补丁级表示。要具体而言,我们对每个贴片及其邻居的不变性执行,即每个贴片都将相似的相邻贴片视为正样品。因此,用自我绘制的培训可以学习斑块之间更有意义的关系(不使用人类通知的标签),这可能是有益的,特别是对密集预测类型的下游任务。尽管它很简单,但我们证明了它可以显着提高现有SSL方法的性能,包括对象检测和语义分割。具体而言,SelfPatch通过在可可对象检测上实现+1.3 AP,在COCO实例段中+1.2 AP显着改善了最新的自我监督的VIT,Dino和+2.9 MIOU在ADE20K语义段中。
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Unsupervised image representations have significantly reduced the gap with supervised pretraining, notably with the recent achievements of contrastive learning methods. These contrastive methods typically work online and rely on a large number of explicit pairwise feature comparisons, which is computationally challenging. In this paper, we propose an online algorithm, SwAV, that takes advantage of contrastive methods without requiring to compute pairwise comparisons. Specifically, our method simultaneously clusters the data while enforcing consistency between cluster assignments produced for different augmentations (or "views") of the same image, instead of comparing features directly as in contrastive learning. Simply put, we use a "swapped" prediction mechanism where we predict the code of a view from the representation of another view. Our method can be trained with large and small batches and can scale to unlimited amounts of data. Compared to previous contrastive methods, our method is more memory efficient since it does not require a large memory bank or a special momentum network. In addition, we also propose a new data augmentation strategy, multi-crop, that uses a mix of views with different resolutions in place of two full-resolution views, without increasing the memory or compute requirements. We validate our findings by achieving 75.3% top-1 accuracy on ImageNet with ResNet-50, as well as surpassing supervised pretraining on all the considered transfer tasks.
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我们专注于更好地理解增强不变代表性学习的关键因素。我们重新访问moco v2和byol,并试图证明以下假设的真实性:不同的框架即使具有相同的借口任务也会带来不同特征的表示。我们建立了MoCo V2和BYOL之间公平比较的第一个基准,并观察:(i)复杂的模型配置使得可以更好地适应预训练数据集; (ii)从实现竞争性转移表演中获得的预训练和微调阻碍模型的优化策略不匹配。鉴于公平的基准,我们进行进一步的研究并发现网络结构的不对称性赋予对比框架在线性评估协议下正常工作,同时可能会损害长尾分类任务的转移性能。此外,负样本并不能使模型更明智地选择数据增强,也不会使不对称网络结构结构。我们相信我们的发现为将来的工作提供了有用的信息。
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对比的自我监督学习在很大程度上缩小了对想象成的预先训练的差距。然而,它的成功高度依赖于想象成的以对象形象,即相同图像的不同增强视图对应于相同的对象。当预先训练在具有许多物体的更复杂的场景图像上,如此重种策划约束会立即不可行。为了克服这一限制,我们介绍了对象级表示学习(ORL),这是一个新的自我监督的学习框架迈向场景图像。我们的主要洞察力是利用图像级自我监督的预培训作为发现对象级语义对应之前的,从而实现了从场景图像中学习的对象级表示。对Coco的广泛实验表明,ORL显着提高了自我监督学习在场景图像上的性能,甚至超过了在几个下游任务上的监督Imagenet预训练。此外,当可用更加解标的场景图像时,ORL提高了下游性能,证明其在野外利用未标记数据的巨大潜力。我们希望我们的方法可以激励未来的研究从场景数据的更多通用无人监督的代表。
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