组成零射击学习(CZSL)旨在识别训练过程中从可见状态和物体形成的看不见的构图。由于与不同对象纠缠的视觉外观中相同的状态可能是不同的,因此CZSL仍然是一项艰巨的任务。某些方法使用两个训练有素的分类器识别状态和对象,忽略了对象与状态之间的相互作用的影响;其他方法试图学习状态对象组成的联合表示,从而导致可见和看不见的组成集之间的域间隙。在本文中,我们提出了一种新颖的暹罗对比度嵌入网络(场景)(代码:https://github.com/xduxyli/scen-master),以实现看不见的构图识别。考虑到状态与物体之间的纠缠,我们将视觉特征嵌入了暹罗对比度空间中,以分别捕获它们的原型,从而减轻了状态与物体之间的相互作用。此外,我们设计了一个状态过渡模块(STM),以增加训练组成的多样性,从而提高识别模型的鲁棒性。广泛的实验表明,我们的方法在三个具有挑战性的基准数据集(包括最近提出的C-QGA数据集)上的最先进方法大大优于最先进的方法。
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组成零射击学习(CZSL)旨在使用从训练集中的属性对象组成中学到的知识来识别新的构图。先前的作品主要将图像和组合物投影到共同的嵌入空间中,以衡量其兼容性得分。但是,属性和对象都共享上面学到的视觉表示,导致模型利用虚假的相关性和对可见对的偏见。取而代之的是,我们重新考虑CZSL作为分布的概括问题。如果将对象视为域,我们可以学习对象不变的功能,以识别任何对象附加的属性。同样,当识别具有属性为域的对象时,还可以学习属性不变的功能。具体而言,我们提出了一个不变的特征学习框架,以在表示和梯度级别上对齐不同的域,以捕获与任务相关的内在特征。对两个CZSL基准测试的实验表明,所提出的方法显着优于先前的最新方法。
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广义的组成零射限学习意味着学习零射时的属性对象对的概念,其中模型在一组看到的概念上培训并在一组组合和看不见的概念上测试。此任务非常具有挑战性,因为不仅是所见和看不见的概念之间的差距,而且是属性和对象之间的上下文依赖性。本文介绍了一种新的方法,称为翻译概念嵌入,解决统一框架中的这两个困难。它模拟将属性应用于对象的效果,如将翻译属性要素添加到对象原型。通过生成有条件地依赖于对象原型的翻译属性功能,我们显式明确地考虑了属性和对象之间的上下文依赖性。此外,我们设计了一个比率方差约束损失,以促进模型对看不见的概念的泛化能力。它通过利用预训练字嵌入的知识来规范概念之间的距离。我们根据无偏见和偏见的概念分类任务评估我们模型的表现,并表明我们的模型能够在预测看不见和看到的概念方面实现良好的平衡。
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The task of Compositional Zero-Shot Learning (CZSL) is to recognize images of novel state-object compositions that are absent during the training stage. Previous methods of learning compositional embedding have shown effectiveness in closed-world CZSL. However, in Open-World CZSL (OW-CZSL), their performance tends to degrade significantly due to the large cardinality of possible compositions. Some recent works separately predict simple primitives (i.e., states and objects) to reduce cardinality. However, they consider simple primitives as independent probability distributions, ignoring the heavy dependence between states, objects, and compositions. In this paper, we model the dependence of compositions via feasibility and contextuality. Feasibility-dependence refers to the unequal feasibility relations between simple primitives, e.g., \textit{hairy} is more feasible with \textit{cat} than with \textit{building} in the real world. Contextuality-dependence represents the contextual variance in images, e.g., \textit{cat} shows diverse appearances under the state of \textit{dry} and \textit{wet}. We design Semantic Attention (SA) and generative Knowledge Disentanglement (KD) to learn the dependence of feasibility and contextuality, respectively. SA captures semantics in compositions to alleviate impossible predictions, driven by the visual similarity between simple primitives. KD disentangles images into unbiased feature representations, easing contextual bias in predictions. Moreover, we complement the current compositional probability model with feasibility and contextuality in a compatible format. Finally, we conduct comprehensive experiments to analyze and validate the superior or competitive performance of our model, Semantic Attention and knowledge Disentanglement guided Simple Primitives (SAD-SP), on three widely-used benchmark OW-CZSL datasets.
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组成零射击学习(CZSL)是指识别已知视觉原始素的看不见的组成,这是人工智能系统学习和理解世界的重要能力。尽管在现有基准测试方面取得了长足的进展,但我们怀疑流行的CZSL方法是否可以解决几乎没有射击的挑战和很少的参考构成,这在现实世界中看不见的环境中学习时很常见。为此,我们研究了本文中具有挑战性的参考有限的零拍学习(RL-CZSL)问题,即,只有少数样品作为参考,应确定观察到的原始物的参考的有限参考组成。我们提出了一种新型的元组合图学习器(metaCGL),该图可以从不足的参考信息中有效地学习组成性并推广到看不见的组成。此外,我们通过两个新的大型数据集构建了一个基准测试,这些数据集由具有不同组成标签的自然图像组成,为RL-CZSL提供了更现实的环境。基准中的广泛实验表明,当参考文献受到构成学习的限制时,我们的方法在识别看不见的成分方面取得了最新的性能。
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我们解决了几次拍摄语义分割(FSS)的问题,该问题旨在通过一些带有一些注释的样本分段为目标图像中的新型类对象。尽管通过结合基于原型的公制学习来进行最近的进步,但由于其特征表示差,现有方法仍然显示出在极端内部对象变化和语义相似的类别对象下的有限性能。为了解决这个问题,我们提出了一种针对FSS任务定制的双重原型对比学习方法,以有效地捕获代表性的语义。主要思想是通过增加阶级距离来鼓励原型更差异,同时减少了原型特征空间中的课堂距离。为此,我们首先向类别特定的对比丢失丢失具有动态原型字典,该字典字典存储在训练期间的类感知原型,从而实现相同的类原型和不同的类原型是不同的。此外,我们通过压缩每集内语义类的特征分布来提高类别无话的对比损失,以提高未经看不见的类别的概念能力。我们表明,所提出的双重原型对比学习方法优于Pascal-5i和Coco-20i数据集的最先进的FSS方法。该代码可用于:https://github.com/kwonjunn01/dpcl1。
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从一个非常少数标记的样品中学习新颖的课程引起了机器学习区域的越来越高。最近关于基于元学习或转移学习的基于范例的研究表明,良好特征空间的获取信息可以是在几次拍摄任务上实现有利性能的有效解决方案。在本文中,我们提出了一种简单但有效的范式,该范式解耦了学习特征表示和分类器的任务,并且只能通过典型的传送学习培训策略从基类嵌入体系结构的特征。为了在每个类别内保持跨基地和新类别和辨别能力的泛化能力,我们提出了一种双路径特征学习方案,其有效地结合了与对比特征结构的结构相似性。以这种方式,内部级别对齐和级别的均匀性可以很好地平衡,并且导致性能提高。三个流行基准测试的实验表明,当与简单的基于原型的分类器结合起来时,我们的方法仍然可以在电感或转换推理设置中的标准和广义的几次射击问题达到有希望的结果。
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零拍摄对象检测(ZSD),将传统检测模型扩展到检测来自Unseen类别的对象的任务,已成为计算机视觉中的新挑战。大多数现有方法通过严格的映射传输策略来解决ZSD任务,这可能导致次优ZSD结果:1)这些模型的学习过程忽略了可用的看不见的类信息,因此可以轻松地偏向所看到的类别; 2)原始视觉特征空间并不合适,缺乏歧视信息。为解决这些问题,我们开发了一种用于ZSD的新型语义引导的对比网络,命名为Contrastzsd,一种检测框架首先将对比学习机制带入零拍摄检测的领域。特别地,对比度包括两个语义导向的对比学学习子网,其分别与区域类别和区域区域对之间形成对比。成对对比度任务利用从地面真理标签和预定义的类相似性分布派生的附加监督信号。在那些明确的语义监督的指导下,模型可以了解更多关于看不见的类别的知识,以避免看到概念的偏见问题,同时优化视觉功能的数据结构,以更好地辨别更好的视觉语义对齐。广泛的实验是在ZSD,即Pascal VOC和MS Coco的两个流行基准上进行的。结果表明,我们的方法优于ZSD和广义ZSD任务的先前最先进的。
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由顺序训练和元训练阶段组成的两阶段训练范式已广泛用于当前的几次学习(FSL)研究。这些方法中的许多方法都使用自我监督的学习和对比度学习来实现新的最新结果。但是,在FSL培训范式的两个阶段,对比度学习的潜力仍未得到充分利用。在本文中,我们提出了一个新颖的基于学习的框架,该框架将对比度学习无缝地整合到两个阶段中,以提高少量分类的性能。在预训练阶段,我们提出了特征向量与特征映射和特征映射与特征映射的形式的自我监督对比损失,该图形与特征映射使用全局和本地信息来学习良好的初始表示形式。在元训练阶段,我们提出了一种跨视图的情节训练机制,以对同一情节的两个不同视图进行最近的质心分类,并采用基于它们的距离尺度对比度损失。这两种策略迫使模型克服观点之间的偏见并促进表示形式的可转让性。在三个基准数据集上进行的广泛实验表明,我们的方法可以实现竞争成果。
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很少有视觉识别是指从一些标记实例中识别新颖的视觉概念。通过将查询表示形式与类表征进行比较以预测查询实例的类别,许多少数射击的视觉识别方法采用了基于公制的元学习范式。但是,当前基于度量的方法通常平等地对待所有实例,因此通常会获得有偏见的类表示,考虑到并非所有实例在总结了类级表示的实例级表示时都同样重要。例如,某些实例可能包含无代表性的信息,例如过多的背景和无关概念的信息,这使结果偏差。为了解决上述问题,我们提出了一个新型的基于公制的元学习框架,称为实例自适应类别表示网络(ICRL-net),以进行几次视觉识别。具体而言,我们开发了一个自适应实例重新平衡网络,具有在生成班级表示,通过学习和分配自适应权重的不同实例中的自适应权重时,根据其在相应类的支持集中的相对意义来解决偏见的表示问题。此外,我们设计了改进的双线性实例表示,并结合了两个新型的结构损失,即,阶层内实例聚类损失和阶层间表示区分损失,以进一步调节实例重估过程并完善类表示。我们对四个通常采用的几个基准测试:Miniimagenet,Tieredimagenet,Cifar-FS和FC100数据集进行了广泛的实验。与最先进的方法相比,实验结果证明了我们的ICRL-NET的优势。
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本文解决了新型类别发现(NCD)的问题,该问题旨在区分大规模图像集中的未知类别。 NCD任务由于与现实世界情景的亲密关系而具有挑战性,我们只遇到了一些部分类和图像。与NCD上的其他作品不同,我们利用原型强调类别歧视的重要性,并减轻缺少新颖阶级注释的问题。具体而言,我们提出了一种新型的适应性原型学习方法,该方法由两个主要阶段组成:原型表示学习和原型自我训练。在第一阶段,我们获得了一个可靠的特征提取器,该功能提取器可以为所有具有基础和新颖类别的图像提供。该功能提取器的实例和类别歧视能力通过自我监督的学习和适应性原型来提高。在第二阶段,我们再次利用原型来整理离线伪标签,并训练类别聚类的最终参数分类器。我们对四个基准数据集进行了广泛的实验,并证明了该方法具有最先进的性能的有效性和鲁棒性。
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Despite significant progress in object categorization, in recent years, a number of important challenges remain; mainly, the ability to learn from limited labeled data and to recognize object classes within large, potentially open, set of labels. Zero-shot learning is one way of addressing these challenges, but it has only been shown to work with limited sized class vocabularies and typically requires separation between supervised and unsupervised classes, allowing former to inform the latter but not vice versa. We propose the notion of vocabulary-informed learning to alleviate the above mentioned challenges and address problems of supervised, zero-shot, generalized zero-shot and open set recognition using a unified framework. Specifically, we propose a weighted maximum margin framework for semantic manifold-based recognition that incorporates distance constraints from (both supervised and unsupervised) vocabulary atoms. Distance constraints ensure that labeled samples are projected closer to their correct prototypes, in the embedding space, than to others. We illustrate that resulting model shows improvements in supervised, zero-shot, generalized zero-shot, and large open set recognition, with up to 310K class vocabulary on Animal with Attributes and ImageNet datasets.
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零击学习(ZSL)旨在识别培训集中没有样本的类。一种代表性的解决方案是直接学习将视觉特征与相应的类语义相关联的嵌入函数,以识别新类。许多方法扩展了这种解决方案,最近的方法特别热衷于从图像中提取丰富的特征,例如属性功能。这些属性特征通常在每个单独的图像中提取;但是,不强调跨图像的特征的共同特征。在本文中,我们提出了一个新的框架来通过明确学习原型超出图像来提高ZSL,并用图像中的属性级特征对其进行对比优化它们。除了新颖的体系结构外,还针对属性表示强调了两个元素:新的原型生成模块旨在从属性语义生成属性原型;引入了基于硬示例的对比优化方案,以增强嵌入空间中的属性级特征。我们探索了两个基于CNN的替代骨干,基于CNN的骨干,以在三个标准基准测试(Cub,Sun,Awa2)上构建我们的框架并进行实验。这些基准测试的结果表明,我们的方法通过相当大的利润来改善艺术的状态。我们的代码将在https://github.com/dyabel/coar-zsl.git上找到
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对比性自我监督学习(CSL)是一种实用解决方案,它以无监督的方法从大量数据中学习有意义的视觉表示。普通的CSL将从神经网络提取的特征嵌入到特定的拓扑结构上。在训练进度期间,对比度损失将同一输入的不同视图融合在一起,同时将不同输入分开的嵌入。 CSL的缺点之一是,损失项需要大量的负样本才能提供更好的相互信息理想。但是,通过较大的运行批量大小增加负样本的数量也增强了错误的负面影响:语义上相似的样品与锚分开,因此降低了下游性能。在本文中,我们通过引入一个简单但有效的对比学习框架来解决这个问题。关键的见解是使用暹罗风格的度量损失来匹配原型内特征,同时增加了原型间特征之间的距离。我们对各种基准测试进行了广泛的实验,其中结果证明了我们方法在提高视觉表示质量方面的有效性。具体而言,我们使用线性探针的无监督预训练的Resnet-50在Imagenet-1K数据集上超过了受访的训练有素的版本。
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很少有学习的学习(FSL)旨在学习一个可以轻松适应新颖课程的分类器,只有几个标签的示例,限制数据使这项任务挑战深度学习。基于量子指标的方法已实现了有希望的表现基于图像级的功能。但是,这些全球特征忽略了丰富的本地和结构信息,这些信息在可见的和看不见的类之间都是可以转移和一致的。认知科学的某些研究认为,人类可以识别出具有学识渊博的新颖类。我们希望挖掘出来可以从基础类别转移和判别性表示,并采用它们以识别新的课程。建立情节训练机制,我们提出了一个原始的采矿和推理网络(PMRN),以端到端的方式学习原始感知的表示,以进行度量。基于基于FSL模型。我们首先添加自学辅助任务,迫使功能提取器学习与原始词相对应的电视模式。为了进一步挖掘并产生可转移的原始感知表示形式,我们设计了一个自适应通道组(ACG)模块,以通过增强信息通道图的同时抑制无用的通道图,从而从对象嵌入中合成一组视觉原语。基于学到的原始功能,提出了一个语义相关推理(SCR)模块来捕获它们之间的内部关系。在本文中,我们了解原始词的特定于任务的重要性,并基于特定于任务的注意力功能进行原始级别的度量。广泛的实验表明,我们的方法在六个标准基准下实现了最先进的结果。
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我们引入了构图软提示(CSP),这是一种参数有效的学习技术,可改善大规模预处理视觉模型(VLMS)的零摄像组成性。 VLM可以在其灵活的文本编码器中代表任意类作为自然语言提示,但在组成零击基准任务上的表现不佳。为了改善VLM,我们提出了一种新颖的软提示形式。我们将构成的属性和对象视为将类定义为词汇的可学习令牌,并在多个及时的构图上调整它们。在推断期间,我们在新组合中重新组装了学习的属性对象词汇。我们表明,CSP在基准数据集上的原始VLM的表现平均为AUC上的10.9个百分点。 CSP还胜过Coop,这是一种调谐前缀上下文的软提示方法,在AUC上平均要点5.8个百分点。我们执行其他实验,以表明CSP对仅属性分类,高阶属性 - 属性对象组成以及预验证属性和微调对象的组合进行了改进。
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与其2D图像对应物相比,3D点云数据上的零射击学习是一个相关的未置换问题。 3D数据由于不可用的预训练特征提取模型而带来了ZSL的新挑战。为了解决这个问题,我们提出了一种及时引导的3D场景生成和监督方法,该方法可以增强3D数据以更好地学习网络,从而探索可见和看不见的对象的复杂相互作用。首先,我们以提示描述的某些方式合并了两个3D模型的点云。提示的行为就像描述每个3D场景的注释一样。后来,我们进行对比学习,以端到端的方式培训我们所提出的建筑。我们认为,与单​​个对象相比,3D场景可以更有效地关联对象,因为当对象出现在上下文中时,流行的语言模型(如Bert)可以实现高性能。我们提出的及时引导场景生成方法封装了数据扩展和基于及时的注释/字幕,以提高3D ZSL性能。我们已经在合成(ModelNet40,ModelNet10)和实扫描(ScanoJbectnn)3D对象数据集上实现了最新的ZSL和广义ZSL性能。
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广义零射击学习(GZSL)旨在培训一个模型,以在某些输出类别在监督学习过程中未知的情况下对数据样本进行分类。为了解决这一具有挑战性的任务,GZSL利用可见的(源)和看不见的(目标)类的语义信息来弥合所见类和看不见的类之间的差距。自引入以来,已经制定了许多GZSL模型。在这篇评论论文中,我们介绍了有关GZSL的全面评论。首先,我们提供了GZSL的概述,包括问题和挑战。然后,我们为GZSL方法介绍了分层分类,并讨论了每个类别中的代表性方法。此外,我们讨论了GZSL的可用基准数据集和应用程序,以及有关研究差距和未来研究方向的讨论。
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广义的零射击学习(GZSL)旨在通过将语义知识从看见的类别转移到看不见的阶级来识别所见类和看不见的类别的图像。这是一个有希望的解决方案,可以利用生成模型的优势,以根据从所见类中学到的知识来幻觉现实的看不见的样本。但是,由于产生的变化,大多数现有方法的合成样本可能从看不见的数据的实际分布中偏离。为了解决这个问题,我们提出了一个基于流动的生成框架,该框架由多种条件仿射耦合层组成,用于学习看不见的数据生成。具体而言,我们发现并解决了触发产生转移的三个潜在问题,即语义不一致,方差崩溃和结构障碍。首先,为了增强生成样品中语义信息的反射,我们将语义信息明确嵌入到每个条件仿射耦合层中的转换中。其次,为了恢复真正看不见的特征的固有差异,我们引入了一种边界样本挖掘策略,具有熵最大化,以发现语义原型的更困难的视觉变体,并在此调整分类器的决策边界。第三,提出了一种相对定位策略来修改属性嵌入,引导它们充分保留类间的几何结构,并进一步避免语义空间中的结构障碍。四个GZSL基准数据集的广泛实验结果表明,GSMFlow在GZSL上实现了最先进的性能。
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零拍摄对象检测旨在结合类语义向量,以实现给定鉴定无约束测试图像的(两​​者)的检测。在这项研究中,我们揭示了本研究领域的核心挑战:如何合成那种塑造的强大区域特征(对于看不见的物体),作为类别的多样化和阶级作为真实样本,因此可以是强大的看不见的对象探测器训练在他们身上。为了解决这些挑战,我们构建了一种新颖的零射对对象检测框架,该框架包含类中的语义发散组件和帧间结构保存组件。前者用于实现一对一的映射,以获得来自每个类语义矢量的不同视觉功能,防止错误分类真正的未经证实的对象作为图像背景。虽然后者用于避免合成的特征太散,以混合阶级和前景背景关系。为了证明所提出的方法的有效性,对Pascal VOC,COCO和Dior数据集进行了综合实验。值得注意的是,我们的方法在Pascal VOC和Coco实现了新的最先进的性能,并且是第一次在遥感图像中进行零射对对象检测的研究。
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