我们将WS-DINO作为一种新型框架,以从细胞的高内感荧光图像学习表型表示中使用弱标记信息。我们的模型基于具有视觉变压器骨干(Dino)的知识蒸馏方法,我们将其用作研究的基准模型。使用WS-DINO,我们对高含量显微镜屏幕(处理和化合物)中可用的弱标签信息进行了微调,并在BBBC021数据集的非同样化合物的动作预测中实现了最先进的性能(98%),并使用该化合物作为弱标签,而非类型的化合物和批处理性能(96%)。我们的方法绕过单细胞种植作为预处理步骤,并使用自发图表表明该模型学习结构上有意义的表型曲线。
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High content imaging assays can capture rich phenotypic response data for large sets of compound treatments, aiding in the characterization and discovery of novel drugs. However, extracting representative features from high content images that can capture subtle nuances in phenotypes remains challenging. The lack of high-quality labels makes it difficult to achieve satisfactory results with supervised deep learning. Self-Supervised learning methods, which learn from automatically generated labels has shown great success on natural images, offer an attractive alternative also to microscopy images. However, we find that self-supervised learning techniques underperform on high content imaging assays. One challenge is the undesirable domain shifts present in the data known as batch effects, which may be caused by biological noise or uncontrolled experimental conditions. To this end, we introduce Cross-Domain Consistency Learning (CDCL), a novel approach that is able to learn in the presence of batch effects. CDCL enforces the learning of biological similarities while disregarding undesirable batch-specific signals, which leads to more useful and versatile representations. These features are organised according to their morphological changes and are more useful for downstream tasks - such as distinguishing treatments and mode of action.
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变形金刚和蒙版语言建模在计算机视觉中很快被视为视觉变压器和蒙版图像建模(MIM)。在这项工作中,我们认为由于图像中令牌的数量和相关性,图像令牌掩盖与文本中的令牌掩盖有所不同。特别是,为了为MIM产生具有挑战性的借口任务,我们主张从随机掩盖到知情掩盖的转变。我们在基于蒸馏的MIM的背景下开发并展示了这一想法,其中教师变压器编码器生成了一个注意力图,我们用它来指导学生为学生指导掩盖。因此,我们引入了一种新颖的掩蔽策略,称为注意引导蒙版(ATTMASK),我们证明了其对基于密集蒸馏的MIM以及基于普通蒸馏的自然剥离的自助力学习的有效性。我们确认ATTMASK可以加快学习过程,并提高各种下游任务的性能。我们在https://github.com/gkakogeorgiou/attmask上提供实现代码。
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在亲自重新识别(REID)中,最近的研究已经验证了未标记的人图像上的模型的预训练要比ImageNet上要好得多。但是,这些研究直接应用了为图像分类设计的现有自我监督学习(SSL)方法,用于REID,而无需在框架中进行任何适应。这些SSL方法将本地视图的输出(例如红色T恤,蓝色短裤)与同时的全球视图相匹配,从而丢失了很多细节。在本文中,我们提出了一种特定于REID的预训练方法,部分意识的自我监督预训练(PASS),该方法可以生成零件级别的功能以提供细粒度的信息,并且更适合REID。通行证将图像分为几个局部区域,每个区域随机裁剪的本地视图都有特定的可学习[部分]令牌。另一方面,所有地方区域的[部分]也附加到全球视图中。通行证学习以匹配同一[部分]上本地视图的输出和全局视图。也就是说,从本地区域获得的本地视图的[部分]仅与从全球视图中学到的相应[部分]相匹配。结果,每个[部分]可以专注于图像的特定局部区域,并提取该区域的细粒度信息。实验显示通行证在Market1501和MSMT17上的新最先进的表演以及各种REID任务(例如Vanilla vit-s/16)通过Pass Achieves 92.2 \%/90.2 \%/88.5 \%地图准确性,例如Vanilla vit-s/16在Market1501上进行监督/UDA/USL REID。我们的代码可在https://github.com/casia-iva-lab/pass-reid上找到。
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深度学习和计算机视觉的最新进展减轻了许多瓶颈,从而使算法无标记,并且性能更好。具体而言,变形金刚提供了图像的全球视角,该图像卷积神经网络(CNN)缺乏设计。在这里,我们介绍了跨体系结构自学,这是一种新颖的自我监督学习方法,同时利用了变形金刚和CNN,同时也可以通过易于可用的云服务在计算上访问。与现有的最先进的自我监督学习方法相比,我们从经验上显示了经过CASS训练的CNN,而Transformers则使用100%标记的数据,平均获得8.5%,具有10%标记的数据,为11.5%,1.5%,1百分比在三个不同数据集中标记的数据。值得注意的是,一个被使用的数据集包括自身免疫性疾病的组织病理学幻灯片,这是医学成像中代表性不足的主题,并且数据最少。此外,我们的发现表明,就训练时间而言,CASS的效率是其他最先进方法的两倍。
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自我监督的预制是自然语言处理模型的首选方法,在许多愿景任务中迅速获得普及。最近,自我监督的预借鉴已经显示出胜过许多下游视觉应用的预测,标志着该地区的里程碑。这种优越性归因于传达多个概念的训练图像的不完全标记的负面影响,而是使用单个主要类标签进行注释。虽然自我监督的学习(SSL)原则上没有这种限制,但促进SSL的借口任务的选择是通过向单个概念输出驱动学习过程来实现这种缺点。本研究旨在调查在不使用标签的情况下建模图像中存在的所有概念的可能性。在这方面,所提出的SSL帧工作MC-SSL0.0是迈向多概念自我监督学习(MC-SSL)的步骤,其超出了在图像中建模的单一主导标签,以有效地利用来自所有概念的所有概念在里面。 MC-SSL0.0由两个核心设计概念,组屏蔽模型学习和学习伪概念,用于使用势头(教师学生)框架的数据令牌。多标签和多类图像分类下游任务的实验结果表明,MC-SSL0.0不仅超越了现有的SSL方法,而且超越了监督转移学习。源代码将公开可供社区培训更大的语料库。
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特征回归是将大型神经网络模型蒸馏到较小的功能回归。我们表明,随着网络架构的简单变化,回归可能会优于自我监督模型的知识蒸馏更复杂的最先进方法。令人惊讶的是,即使仅在蒸馏过程中仅使用并且在下游任务中丢弃时,将多层的Perceptron头部添加到CNN骨架上是有益的。因此,更深的非线性投影可以使用在不改变推理架构和时间的情况下准确地模仿老师。此外,我们利用独立的投影头来同时蒸馏多个教师网络。我们还发现,使用与教师和学生网络的输入相同的弱增强图像辅助蒸馏。Imagenet DataSet上的实验证明了各种自我监督蒸馏环境中提出的变化的功效。
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自我监督方法的下游精度与在训练过程中解决的代理任务以及从中提取的梯度的质量紧密相关。更丰富,更有意义的梯度更新是允许自我监督的方法以更有效的方式学习的关键。在典型的自我验证框架中,两个增强图像的表示在全球层面是连贯的。尽管如此,将本地线索纳入代理任务可能是有益的,并提高了下游任务的模型准确性。这导致了一个双重目标,一方面,全球代表之间的连贯性是强大的,另一方面,在本地代表之间的一致性得到了强大的一致性。不幸的是,两组局部代表之间的确切对应映射并不存在,这使得将局部代表从一个增强到另一个不平凡的任务匹配。我们建议利用输入图像中的空间信息获得几何匹配,并根据基于相似性匹配的几何方法与以前的方法进行比较。我们的研究表明,不仅1)几何匹配的表现优于低数据表格中的基于相似性的匹配,而且还有2)与没有局部自我验证的香草基线相比,基于相似性的匹配在低数据方面受到了极大的伤害。该代码将在接受后发布。
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在本文中,我们向使用未标记的视频数据提出了用于视频变压器的自我监督培训。从给定的视频,我们创建了不同的空间尺寸和帧速率的本地和全球时空视图。我们的自我监督目标旨在匹配这些不同视图的特征,代表相同的视频,以不变于动作的时空变化。据我们所知,所提出的方法是第一个缓解对自我监督视频变压器(SVT)中的负样本或专用内存库的依赖。此外,由于变压器模型的灵活性,SVT使用动态调整的位置编码在单个架构内支持慢速视频处理,并支持沿着时空尺寸的长期关系建模。我们的方法在四个动作识别基准(动力学-400,UCF-101,HMDB-51和SSV2)上执行良好,并通过小批量尺寸更快地收敛。代码:https://git.io/j1juj.
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自欺欺人的学习(SSL)由于能够学习任务不足的表示而没有人类注释的能力,因此对遥感和地球观察引起了极大的兴趣。尽管大多数现有的SSL在遥感中起作用,利用Convnet骨架并专注于单个模态,但我们探索了视觉变压器(VIT)的潜在,用于关节SAR-OCTICATION学习。基于Dino,一种最先进的SSL算法,它从输入图像的两个增强视图中提取知识,我们通过将所有通道串联到统一输入来结合SAR和光学图像。随后,我们随机掩盖了一种模式作为数据增强策略的通道。在训练期间,该模型将被喂养仅光学,仅SAR-SAR-SAR-SAR-OFICATION图像对学习内部和模式内表示。使用BigeArthnet-MM数据集的实验结果证明了VIT骨架和拟议的多模式SSL算法Dino-MM的好处。
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动机:近年来,基于形象的生物测定稳步成为高吞吐量,引发了快速自动化方法,以提取来自数百种图像的生物学有意义的信息。从想象成的成功取得灵感,我们驯服细胞造就花,一个公开源和弱标记的显微镜图像的大规模数据集(890K图像,894级)。预先训练的细胞造黄养箱产生了对上游显微镜分类任务的想象成特征具有竞争力的功能。我们展示了CytoImAgenet的证据表明,CytoImAgenet在想象中训练有素的功能中捕获信息不可用。数据集是在https://www.kaggle.com/stanleyhua/cyaagenet中提供的。
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语言变形金刚的成功主要归因于屏蔽语言建模(MLM)的借口任务,其中文本首先被致以语义有意义的作品。在这项工作中,我们研究了蒙面图像建模(MIM),并指出使用语义有意义的视觉销售器的优缺点。我们提出了一个自我监督的框架IBOT,可以使用在线标记器执行蒙版预测。具体而言,我们在蒙面的补丁令牌上进行自我蒸馏,并将教师网络作为在线标记器,以及在课堂上的自蒸馏来获取视觉语义。在线销售器与MIM目标和分配的多级培训管道共同学习,销售器需要预先预先培训。通过在Imagenet-1K上达到81.6%的线性探测精度和86.3%的微调精度来展示IBOT的突出。除了最先进的图像分类结果之外,我们强调了新兴的局部语义模式,这有助于模型对共同损坏获得强大的鲁棒性,并在密集的下游任务中实现领先的结果,例如,对象检测,实例分割和语义细分。
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分析显微镜图像中细胞的形态可以为化合物或基因的功能提供洞察。解决此任务需要不仅可以从图像中提取生物信息的方法,而且还忽略了技术变异,即,用于收集显微镜图像的设备之间的实验过程或差异的变化。我们提出了与专家混合(团队)的嵌入学习方法提出了治疗计划,该方法学习了一组专家,专门专门捕获我们的培训集中的技术变异,然后在测试时间汇总专家的预测。因此,通过最大限度地减少每个专家的噪声,团队可以通过更少的技术变化偏差来学习强大的嵌入。要培训我们的模型,我们利用了处理样本,使我们的方法能够在每个小靶中捕获整个数据集的分布,同时仍然适用于GPU存储器。我们在三个数据集中评估了我们的方法,如药物发现,促进了识别细胞治疗的真实作用机制的表现,通过最先进的5.5-11%。
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大多数现有的工作在几次学习中,依赖于Meta-Learning网络在大型基础数据集上,该网络通常是与目标数据集相同的域。我们解决了跨域几秒钟的问题,其中基础和目标域之间存在大移位。与未标记的目标数据的跨域几秒识别问题在很大程度上在文献中毫无根据。启动是使用自我训练解决此问题的第一个方法。但是,它使用固定的老师在标记的基础数据集上返回,以为未标记的目标样本创建软标签。由于基本数据集和未标记的数据集来自不同的域,因此将基本数据集的类域中的目标图像投影,具有固定的预制模型可能是子最优的。我们提出了一种简单的动态蒸馏基方法,以方便来自新颖/基础数据集的未标记图像。我们通过从教师网络中的未标记图像的未标记版本的预测计算并将其与来自学生网络相同的相同图像的强大版本匹配来施加一致性正常化。教师网络的参数被更新为学生网络参数的指数移动平均值。我们表明所提出的网络了解可以轻松适应目标域的表示,即使它尚未在预先预测阶段的目标专用类别训练。我们的车型优于当前最先进的方法,在BSCD-FSL基准中的5次分类,3.6%的3.6%,并在传统的域名几枪学习任务中显示出竞争性能。
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本文研究了两种技术,用于开发有效的自我监督视觉变压器(ESVIT)进行视觉表示学习。首先,我们通过一项全面的实证研究表明,具有稀疏自我生产的多阶段体系结构可以显着降低建模的复杂性,但具有失去捕获图像区域之间细粒度对应关系的能力的成本。其次,我们提出了一项新的区域匹配训练任务,该任务使模型可以捕获细粒的区域依赖性,因此显着提高了学习视觉表示的质量。我们的结果表明,ESVIT在ImageNet线性探针评估上结合两种技术,在ImageNet线性探针评估中获得了81.3%的TOP-1,优于先前的艺术,其较高吞吐量的顺序幅度约为较高。当转移到下游线性分类任务时,ESVIT在18个数据集中的17个中优于其受监督的对方。代码和模型可公开可用:https://github.com/microsoft/esvit
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由于其最近在减少监督学习的差距方面取得了成功,自我监督的学习方法正在增加计算机愿景的牵引力。在自然语言处理(NLP)中,自我监督的学习和变形金刚已经是选择的方法。最近的文献表明,变压器也在计算机愿景中越来越受欢迎。到目前为止,当使用大规模监督数据或某种共同监督时,视觉变压器已被证明可以很好地工作。在教师网络方面。这些监督的普试视觉变压器在下游任务中实现了非常好的变化,变化最小。在这项工作中,我们调查自我监督学习的预用图像/视觉变压器,然后使用它们进行下游分类任务的优点。我们提出了自我监督的视觉变压器(坐在)并讨论了几种自我监督的培训机制,以获得借口模型。静坐的架构灵活性允许我们将其用作自动统计器,并无缝地使用多个自我监控任务。我们表明,可以在小规模数据集上进行预训练,以便在小型数据集上进行下游分类任务,包括几千个图像而不是数百万的图像。使用公共协议对所提出的方法进行评估标准数据集。结果展示了变压器的强度及其对自我监督学习的适用性。我们通过大边缘表现出现有的自我监督学习方法。我们还观察到坐着很好,很少有镜头学习,并且还表明它通过简单地训练从坐的学到的学习功能的线性分类器来学习有用的表示。预先训练,FineTuning和评估代码将在以下:https://github.com/sara-ahmed/sit。
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We introduce Bootstrap Your Own Latent (BYOL), a new approach to self-supervised image representation learning. BYOL relies on two neural networks, referred to as online and target networks, that interact and learn from each other. From an augmented view of an image, we train the online network to predict the target network representation of the same image under a different augmented view. At the same time, we update the target network with a slow-moving average of the online network. While state-of-the art methods rely on negative pairs, BYOL achieves a new state of the art without them. BYOL reaches 74.3% top-1 classification accuracy on ImageNet using a linear evaluation with a ResNet-50 architecture and 79.6% with a larger ResNet. We show that BYOL performs on par or better than the current state of the art on both transfer and semi-supervised benchmarks. Our implementation and pretrained models are given on GitHub. 3 * Equal contribution; the order of first authors was randomly selected.
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我们提出了一项新的自我监督的预测变压器预测,以进行密集的预测任务。它基于将像素级表示与全局图像表示形式进行比较的对比损失。该策略可产生更好的本地功能,适用于密集的预测任务,而不是基于全球图像表示的对比预训练。此外,我们的方法不会遭受批次大小的减小,因为对比度损失所需的负面示例数量是局部特征数量的顺序。我们证明了训练策略对两个密集预测任务的有效性:语义分割和单眼深度估计。
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在深度学习研究中,自学学习(SSL)引起了极大的关注,引起了计算机视觉和遥感社区的兴趣。尽管计算机视觉取得了很大的成功,但SSL在地球观测领域的大部分潜力仍然锁定。在本文中,我们对在遥感的背景下为计算机视觉的SSL概念和最新发展提供了介绍,并回顾了SSL中的概念和最新发展。此外,我们在流行的遥感数据集上提供了现代SSL算法的初步基准,从而验证了SSL在遥感中的潜力,并提供了有关数据增强的扩展研究。最后,我们确定了SSL未来研究的有希望的方向的地球观察(SSL4EO),以铺平了两个领域的富有成效的相互作用。
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