全球和本地环境显着有助于显着对象检测(SOD)中预测的完整性。不幸的是,现有的方法仍然难以生成完整的预测,并提供细节。常规方法中有两个主要问题:首先,对于全球环境,高级CNN的编码器功能无法有效地捕获长期依赖性,从而导致不完整的预测。其次,将地面真相的采样降低以适应预测的规模,因为在插值或合并过程中丢失了地面真相细节,因此会引起不准确性。因此,在这项工作中,我们开发了一个基于变压器的网络,并构成了分支机构的监督任务,以明确学习全局上下文信息。此外,我们采用从超级分辨率(SR)的像素随机散发,将预测重塑为地面真理的大小,而不是反向。因此,地面真理中的细节没有触及。此外,我们开发了一个两阶段的上下文改进模块(CRM)来融合全局上下文,并自动在预测中找到和完善本地细节。拟议的网络可以根据生成的全局和本地上下文(因此被命名为自我精制的变压器)(自我改革)指导和纠正自身。五个基准数据集的广泛实验和评估结果证明了网络的出色性能,我们实现了最新的技术。
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Deep Convolutional Neural Networks have been adopted for salient object detection and achieved the state-of-the-art performance. Most of the previous works however focus on region accuracy but not on the boundary quality. In this paper, we propose a predict-refine architecture, BASNet, and a new hybrid loss for Boundary-Aware Salient object detection. Specifically, the architecture is composed of a densely supervised Encoder-Decoder network and a residual refinement module, which are respectively in charge of saliency prediction and saliency map refinement. The hybrid loss guides the network to learn the transformation between the input image and the ground truth in a three-level hierarchy -pixel-, patch-and map-level -by fusing Binary Cross Entropy (BCE), Structural SIMilarity (SSIM) and Intersectionover-Union (IoU) losses. Equipped with the hybrid loss, the proposed predict-refine architecture is able to effectively segment the salient object regions and accurately predict the fine structures with clear boundaries. Experimental results on six public datasets show that our method outperforms the state-of-the-art methods both in terms of regional and boundary evaluation measures. Our method runs at over 25 fps on a single GPU. The code is available at: https://github.com/NathanUA/BASNet.
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现有的凸起对象检测(SOD)方法主要依赖于基于CNN的U形结构,跳过连接以将全局上下文和局部空间细节分别用于分别用于定位突出对象和精炼对象细节至关重要。尽管取得了巨大成功,但CNN在学习全球背景下的能力是有限的。最近,由于其强大的全球依赖性建模,视觉变压器在计算机愿景中取得了革命性进展。但是,直接将变压器施加到SOD是次优,因为变压器缺乏学习局部空间表示的能力。为此,本文探讨了变压器和CNN的组合,以了解SOD的全球和本地表示。我们提出了一种基于变压器的非对称双侧U-Net(Abiu-net)。非对称双边编码器具有变压器路径和轻质CNN路径,其中两个路径在每个编码器阶段通信,以分别学习互补的全局背景和局部空间细节。非对称双边解码器还由两个路径组成,用于从变压器和CNN编码器路径处理特征,在每个解码器级的通信分别用于解码粗突出对象位置并分别找到粗糙的对象细节。两个编码器/解码器路径之间的这种通信使ABIU-Net能够分别利用变压器和CNN的自然特性来学习互补的全局和局部表示。因此,Abiu-Net为基于变压器的SOD提供了一种新的视角。广泛的实验表明,ABIU-NET对以前的最先进的SOD方法表现出有利。代码将被释放。
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突出对象检测在许多下游任务中发挥着重要作用。然而,复杂的现实世界场景具有不同尺度和突出对象的数量仍然构成挑战。在本文中,我们直接解决了在复杂场景中检测多个突出对象的问题。我们提出了一种在空间和频道空间中的非本地特征信息的网络架构,捕获单独对象之间的远程依赖性。传统的自下而上和非本地特征与特征融合门中的边缘特性相结合,逐渐改进解码器中的突出物体预测。我们表明,即使在复杂的情况下,我们的方法也可以准确地定位多个突出区域。为了证明我们对多个突出对象问题的方法的功效,我们策划仅包含多个突出对象的新数据集。我们的实验证明了所提出的方法在没有任何预处理和后处理的情况下展示了五种广泛使用的数据集的最新结果。我们在我们的多对象数据集中获得了对竞争技术的进一步绩效改进。数据集和源代码是可用的:https://github.com/ericdengbowen/dslrdnet。
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现有的RGB-D SOD方法主要依赖于对称的两个基于CNN的网络来分别提取RGB和深度通道特征。但是,对称传统网络结构有两个问题:首先,CNN在学习全球环境中的能力是有限的。其次,对称的两流结构忽略了模态之间的固有差异。在本文中,我们提出了一个基于变压器的非对称网络(TANET),以解决上述问题。我们采用了变压器(PVTV2)的强大功能提取能力,从RGB数据中提取全局语义信息,并设计轻巧的CNN骨架(LWDEPTHNET),以从深度数据中提取空间结构信息,而无需预训练。不对称混合编码器(AHE)有效地减少了模型中参数的数量,同时不牺牲性能而增加速度。然后,我们设计了一个跨模式特征融合模块(CMFFM),该模块增强并互相融合了RGB和深度特征。最后,我们将边缘预测添加为辅助任务,并提出一个边缘增强模块(EEM)以生成更清晰的轮廓。广泛的实验表明,我们的方法在六个公共数据集上实现了超过14种最先进的RGB-D方法的卓越性能。我们的代码将在https://github.com/lc012463/tanet上发布。
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显着对象检测(SOD)最近引起了人们的关注,但对高分辨率(HR)图像的研究较少。不幸的是,与低分辨率(LR)图像和注释相比,HR图像及其像素级注释肯定是更耗费劳动力和耗时的。因此,我们建议没有任何HR数据集的HR预测,建议基于图像金字塔的SOD框架,逆显着性金字塔重建网络(INSPYRENET)。我们设计了Inspyrenet,以产生严格的图像金字塔结构,使其能够将多个结果与基于金字塔的图像混合在一起。为了进行HR预测,我们设计了一种金字塔混合方法,该方法从同一图像中从一对LR和HR量表中合成了两个不同的图像金字塔,以克服有效的接受场(ERF)差异。我们对公共LR和HR SOD基准的广泛评估表明,Inspyrenet超过了各种SOD指标和边界准确性的最新方法(SOTA)方法。
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We solve the problem of salient object detection by investigating how to expand the role of pooling in convolutional neural networks. Based on the U-shape architecture, we first build a global guidance module (GGM) upon the bottom-up pathway, aiming at providing layers at different feature levels the location information of potential salient objects. We further design a feature aggregation module (FAM) to make the coarse-level semantic information well fused with the fine-level features from the top-down pathway. By adding FAMs after the fusion operations in the topdown pathway, coarse-level features from the GGM can be seamlessly merged with features at various scales. These two pooling-based modules allow the high-level semantic features to be progressively refined, yielding detail enriched saliency maps. Experiment results show that our proposed approach can more accurately locate the salient objects with sharpened details and hence substantially improve the performance compared to the previous state-of-the-arts. Our approach is fast as well and can run at a speed of more than 30 FPS when processing a 300 × 400 image. Code can be found at http://mmcheng.net/poolnet/.
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尽管当前的显着对象检测(SOD)作品已经取得了重大进展,但在预测的显着区域的完整性方面,它们受到限制。我们在微观和宏观水平上定义了完整性的概念。具体而言,在微观层面上,该模型应突出显示属于某个显着对象的所有部分。同时,在宏观层面上,模型需要在给定图像中发现所有显着对象。为了促进SOD的完整性学习,我们设计了一个新颖的完整性认知网络(ICON),该网络探讨了学习强大完整性特征的三个重要组成部分。 1)与现有模型不同,该模型更多地集中在功能可区分性上,我们引入了各种功能集合(DFA)组件,以汇总具有各种接受场(即内核形状和背景)的特征,并增加了功能多样性。这种多样性是挖掘积分显着物体的基础。 2)基于DFA功能,我们引入了一个完整性通道增强(ICE)组件,其目标是增强功能通道,以突出积分显着对象,同时抑制其他分心的对象。 3)提取增强功能后,采用零件整体验证(PWV)方法来确定零件和整个对象特征是否具有很强的一致性。这样的部分协议可以进一步改善每个显着对象的微观完整性。为了证明我们图标的有效性,对七个具有挑战性的基准进行了全面的实验。我们的图标在广泛的指标方面优于基线方法。值得注意的是,我们的图标在六个数据集上的平均假阴影(FNR)(FNR)方面,相对于以前的最佳模型的相对改善约为10%。代码和结果可在以下网址获得:https://github.com/mczhuge/icon。
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多任务密集的场景理解是一个蓬勃发展的研究领域,需要同时对与像素预测的一系列相关任务进行推理。由于卷积操作的大量利用,大多数现有作品都会遇到当地建模的严重限制,而在全球空间位置和多任务背景中学习相互作用和推断对于此问题至关重要。在本文中,我们提出了一种新颖的端到端倒立金字塔多任务变压器(Invpt),以在统一框架中对空间位置和多个任务进行同时建模。据我们所知,这是探索设计变压器结构的第一项工作,以用于多任务密集的预测以进行场景理解。此外,人们广泛证明,较高的空间分辨率对密集的预测非常有益,而对于现有的变压器来说,由于对大空间大小的巨大复杂性,现有变形金刚更深入地采用更高的分辨率。 Invpt提出了一个有效的上移动器块,以逐渐增加分辨率学习多任务特征交互,这还结合了有效的自我发言消息传递和多规模特征聚合,以高分辨率产生特定于任务的预测。我们的方法分别在NYUD-V2和PASCAL-CONTEXT数据集上实现了卓越的多任务性能,并且显着优于先前的最先前。该代码可在https://github.com/prismformore/invpt上获得
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Fully convolutional neural networks (FCNs) have shown their advantages in the salient object detection task. However, most existing FCNs-based methods still suffer from coarse object boundaries. In this paper, to solve this problem, we focus on the complementarity between salient edge information and salient object information. Accordingly, we present an edge guidance network (EGNet) for salient object detection with three steps to simultaneously model these two kinds of complementary information in a single network. In the first step, we extract the salient object features by a progressive fusion way. In the second step, we integrate the local edge information and global location information to obtain the salient edge features. Finally, to sufficiently leverage these complementary features, we couple the same salient edge features with salient object features at various resolutions. Benefiting from the rich edge information and location information in salient edge features, the fused features can help locate salient objects, especially their boundaries more accurately. Experimental results demonstrate that the proposed method performs favorably against the state-of-the-art methods on six widely used datasets without any pre-processing and post-processing. The source code is available at http: //mmcheng.net/egnet/.
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Camouflaged objects are seamlessly blended in with their surroundings, which brings a challenging detection task in computer vision. Optimizing a convolutional neural network (CNN) for camouflaged object detection (COD) tends to activate local discriminative regions while ignoring complete object extent, causing the partial activation issue which inevitably leads to missing or redundant regions of objects. In this paper, we argue that partial activation is caused by the intrinsic characteristics of CNN, where the convolution operations produce local receptive fields and experience difficulty to capture long-range feature dependency among image regions. In order to obtain feature maps that could activate full object extent, keeping the segmental results from being overwhelmed by noisy features, a novel framework termed Cross-Model Detail Querying network (DQnet) is proposed. It reasons the relations between long-range-aware representations and multi-scale local details to make the enhanced representation fully highlight the object regions and eliminate noise on non-object regions. Specifically, a vanilla ViT pretrained with self-supervised learning (SSL) is employed to model long-range dependencies among image regions. A ResNet is employed to enable learning fine-grained spatial local details in multiple scales. Then, to effectively retrieve object-related details, a Relation-Based Querying (RBQ) module is proposed to explore window-based interactions between the global representations and the multi-scale local details. Extensive experiments are conducted on the widely used COD datasets and show that our DQnet outperforms the current state-of-the-arts.
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在广泛的实用应用中,需要进行远程感知的城市场景图像的语义细分,例如土地覆盖地图,城市变化检测,环境保护和经济评估。在深度学习技术的快速发展,卷积神经网络(CNN)的迅速发展。 )多年来一直在语义细分中占主导地位。 CNN采用层次特征表示,证明了局部信息提取的强大功能。但是,卷积层的本地属性限制了网络捕获全局上下文。最近,作为计算机视觉领域的热门话题,Transformer在全球信息建模中展示了其巨大的潜力,从而增强了许多与视觉相关的任务,例如图像分类,对象检测,尤其是语义细分。在本文中,我们提出了一个基于变压器的解码器,并为实时城市场景细分构建了一个类似Unet的变压器(UneTformer)。为了有效的分割,不显示器将轻量级RESNET18选择作为编码器,并开发出有效的全球关注机制,以模拟解码器中的全局和局部信息。广泛的实验表明,我们的方法不仅运行速度更快,而且与最先进的轻量级模型相比,其准确性更高。具体而言,拟议的未显示器分别在无人机和洛夫加数据集上分别达到了67.8%和52.4%的MIOU,而在单个NVIDIA GTX 3090 GPU上输入了512x512输入的推理速度最多可以达到322.4 fps。在进一步的探索中,拟议的基于变压器的解码器与SWIN变压器编码器结合使用,还可以在Vaihingen数据集上实现最新的结果(91.3%F1和84.1%MIOU)。源代码将在https://github.com/wanglibo1995/geoseg上免费获得。
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大多数现有的RGB-D突出物体检测方法利用卷积操作并构建复杂的交织融合结构来实现跨模型信息集成。卷积操作的固有局部连接将基于卷积的方法的性能进行了限制到天花板的性能。在这项工作中,我们从全球信息对齐和转换的角度重新思考此任务。具体地,所提出的方法(Transcmd)级联几个跨模型集成单元来构造基于自上而下的变换器的信息传播路径(TIPP)。 Transcmd将多尺度和多模态特征集成作为序列到序列上下文传播和内置于变压器上的更新过程。此外,考虑到二次复杂性W.R.T.输入令牌的数量,我们设计了具有可接受的计算成本的修补程序令牌重新嵌入策略(Ptre)。七个RGB-D SOD基准数据集上的实验结果表明,在配备TIPP时,简单的两流编码器 - 解码器框架可以超越最先进的基于CNN的方法。
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表面缺陷检测是确保工业产品质量的极其至关重要的步骤。如今,基于编码器架构的卷积神经网络(CNN)在各种缺陷检测任务中取得了巨大的成功。然而,由于卷积的内在局部性,它们通常在明确建模长距离相互作用时表现出限制,这对于复杂情况下的像素缺陷检测至关重要,例如杂乱的背景和难以辨认的伪缺陷。最近的变压器尤其擅长学习全球图像依赖性,但对于详细的缺陷位置所需的本地结构信息有限。为了克服上述局限性,我们提出了一个有效的混合变压器体系结构,称为缺陷变压器(faft),用于表面缺陷检测,该检测将CNN和Transferaler纳入统一模型,以协作捕获本地和非本地关系。具体而言,在编码器模块中,首先采用卷积茎块来保留更详细的空间信息。然后,贴片聚合块用于生成具有四个层次结构的多尺度表示形式,每个层次结构之后分别是一系列的feft块,该块分别包括用于本地位置编码的本地位置块,一个轻巧的多功能自我自我 - 注意与良好的计算效率建模多尺度的全球上下文关系,以及用于功能转换和进一步位置信息学习的卷积馈送网络。最后,提出了一个简单但有效的解码器模块,以从编码器中的跳过连接中逐渐恢复空间细节。与其他基于CNN的网络相比,三个数据集上的广泛实验证明了我们方法的优势和效率。
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RGB-thermal显着对象检测(RGB-T SOD)旨在定位对齐可见的和热红外图像对的共同突出对象,并准确地分割所有属于这些对象的像素。由于对热图像的照明条件不敏感,它在诸如夜间和复杂背景之类的具有挑战性的场景中很有希望。因此,RGB-T SOD的关键问题是使两种方式的功能相互补充并互相调整,因为不可避免的是,由于极端光条件和诸如极端光条件和诸如极端光明条件和热跨界。在本文中,我们提出了一个针对RGB-T SOD的新型镜子互补变压器网络(MCNET)。具体而言,我们将基于变压器的特征提取模块引入RGB和热图像的有效提取分层特征。然后,通过基于注意力的特征相互作用和基于串行的多尺度扩张卷积(SDC)特征融合模块,提出的模型实现了低级特征的互补相互作用以及深度特征的语义融合。最后,基于镜子互补结构,即使是一种模态也可以准确地提取两种方式的显着区域也是无效的。为了证明在现实世界中具有挑战性的场景下提出的模型的鲁棒性,我们基于自动驾驶域中使用的大型公共语义分段RGB-T数据集建立了一种新颖的RGB-T SOD数据集VT723。基准和VT723数据集上的昂贵实验表明,所提出的方法优于最先进的方法,包括基于CNN的方法和基于变压器的方法。该代码和数据集将在稍后在https://github.com/jxr326/swinmcnet上发布。
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由于规模和形状的极端复杂性以及预测位置的不确定性,光学遥感图像(RSI-SOD)中的显着对象检测是一项非常困难的任务。现有的SOD方法可以满足自然场景图像的检测性能,但是由于遥感图像中上述图像特性,它们不能很好地适应RSI-SOD。在本文中,我们为光学RSIS中的SOD提出了一个新颖的注意力指导网络(AGNET),包括位置增强阶段和细节细节阶段。具体而言,位置增强阶段由语义注意模块和上下文注意模块组成,以准确描述显着对象的大致位置。细节完善阶段使用提出的自我注册模块在注意力的指导下逐步完善预测结果并逆转注意力。此外,混合损失用于监督网络的培训,这可以从像素,区域和统计数据的三个角度来改善模型的性能。在两个流行的基准上进行的广泛实验表明,与其他最先进的方法相比,AGNET可以达到竞争性能。该代码将在https://github.com/nuaayh/agnet上找到。
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Existing state-of-the-art salient object detection networks rely on aggregating multi-level features of pretrained convolutional neural networks (CNNs). Compared to high-level features, low-level features contribute less to performance but cost more computations because of their larger spatial resolutions. In this paper, we propose a novel Cascaded Partial Decoder (CPD) framework for fast and accurate salient object detection. On the one hand, the framework constructs partial decoder which discards larger resolution features of shallower layers for acceleration. On the other hand, we observe that integrating features of deeper layers obtain relatively precise saliency map. Therefore we directly utilize generated saliency map to refine the features of backbone network. This strategy efficiently suppresses distractors in the features and significantly improves their representation ability. Experiments conducted on five benchmark datasets exhibit that the proposed model not only achieves state-of-the-art performance but also runs much faster than existing models. Besides, the proposed framework is further applied to improve existing multi-level feature aggregation models and significantly improve their efficiency and accuracy.
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以前的多任务密集预测研究开发了复杂的管道,例如在多个阶段进行多模式蒸馏或为每个任务寻找任务关系上下文。这些方法以外的核心洞察力是最大程度地利用每个任务之间的相互作用。受到最近基于查询的变压器的启发,我们提出了一条更简单的管道,称为Multi-Querti-Transformer(MQTRANSFORMER),该管道配备了来自不同任务的多个查询,以促进多个任务之间的推理并简化交叉任务管道。我们没有在不同任务之间建模每个像素上下文的密集上下文,而是寻求特定于任务的代理,以通过每个查询编码与任务相关的上下文进行编码的多个查询执行交叉任务推理。 MQTRANSFORMER由三个关键组件组成:共享编码器,交叉任务注意和共享解码器。我们首先将每个任务与任务相关且具有比例意识的查询对每个任务进行建模,然后将功能提取器的图像功能输出和与任务相关的查询功能都馈入共享编码器,从而从图像功能中编码查询功能。其次,我们设计了一个交叉任务注意模块,以从两个角度来推理多个任务和特征量表之间的依赖项,包括相同尺度的不同任务和同一任务的不同尺度。然后,我们使用共享解码器逐渐使用来自不同任务的合理查询功能来逐步完善图像功能。对两个密集的预测数据集(NYUD-V2和Pascal-Context)的广泛实验结果表明,该方法是一种有效的方法,并实现了最新结果。
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显着对象检测是预测给定场景中人类参加区域的任务。融合深度信息已被证明在此任务中有效。该问题的主要挑战是如何从RGB模式和深度模式中汇总互补信息。但是,传统的深层模型在很大程度上依赖CNN特征提取器,并且通常会忽略远距离的依赖性。在这项工作中,我们提出了基于双Swin-Transformer的相互交互式网络。我们采用Swin-Transformer作为RGB和深度模态的特征提取器,以模拟视觉输入中的远程依赖性。在将两个特征分支融合到一个分支之前,将应用基于注意力的模块来增强每​​种模式的特征。我们设计了一个基于自我注意力的跨模式交互模块和一个封闭式的模态注意模块,以利用两种方式之间的互补信息。对于显着解码,我们创建了通过密集的连接增强的不同阶段,并保持解码的内存,而多级编码功能则被同时考虑。考虑到不准确的深度图问题,我们将早期阶段的RGB特征收集到跳过卷积模块中,以提供从RGB模式到最终显着性预测的更多指导。此外,我们添加了边缘监督以使功能学习过程正常。对四个评估指标的五个标准RGB-D SOD基准数据集进行了全面的实验,证明了所提出的DTMINET方法的优势。
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由于长距离依赖性建模的能力,变压器在各种自然语言处理和计算机视觉任务中表现出令人印象深刻的性能。最近的进展证明,将这种变压器与基于CNN的语义图像分割模型相结合非常有前途。然而,目前还没有很好地研究了纯变压器的方法如何实现图像分割。在这项工作中,我们探索了语义图像分割的新框架,它是基于编码器 - 解码器的完全变压器网络(FTN)。具体地,我们首先提出金字塔组变压器(PGT)作为逐步学习分层特征的编码器,同时降低标准视觉变压器(VIT)的计算复杂性。然后,我们将特征金字塔变换器(FPT)提出了来自PGT编码器的多电平进行语义图像分割的多级别的语义级别和空间级信息。令人惊讶的是,这种简单的基线可以在多个具有挑战性的语义细分和面部解析基准上实现更好的结果,包括帕斯卡背景,ADE20K,Cocostuff和Celebamask-HQ。源代码将在https://github.com/br -dl/paddlevit上发布。
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