现代的高性能语义分割方法采用沉重的主链和扩张的卷积来提取相关特征。尽管使用上下文和语义信息提取功能对于分割任务至关重要，但它为实时应用程序带来了内存足迹和高计算成本。本文提出了一种新模型，以实现实时道路场景语义细分的准确性/速度之间的权衡。具体来说，我们提出了一个名为“比例吸引的条带引导特征金字塔网络”（s \ textsuperscript {2} -fpn）的轻巧模型。我们的网络由三个主要模块组成：注意金字塔融合（APF）模块，比例吸引条带注意模块（SSAM）和全局特征Upsample（GFU）模块。 APF采用了注意力机制来学习判别性多尺度特征，并有助于缩小不同级别之间的语义差距。 APF使用量表感知的关注来用垂直剥离操作编码全局上下文，并建模长期依赖性，这有助于将像素与类似的语义标签相关联。此外，APF还采用频道重新加权块（CRB）来强调频道功能。最后，S \ TextSuperScript {2} -fpn的解码器然后采用GFU，该GFU用于融合APF和编码器的功能。已经对两个具有挑战性的语义分割基准进行了广泛的实验，这表明我们的方法通过不同的模型设置实现了更好的准确性/速度权衡。提出的模型已在CityScapes Dataset上实现了76.2 \％miou/87.3fps，77.4 \％miou/67fps和77.8 \％miou/30.5fps，以及69.6 \％miou，71.0 miou，71.0 \％miou，和74.2 \％\％\％\％\％\％。 miou在Camvid数据集上。这项工作的代码将在\ url {https://github.com/mohamedac29/s2-fpn提供。

语义分割是自主车辆了解周围场景的关键技术。当代模型的吸引力表现通常以牺牲重计算和冗长的推理时间为代价，这对于自行车来说是无法忍受的。在低分辨率图像上使用轻量级架构（编码器 - 解码器或双路）或推理，最近的方法实现了非常快的场景解析，即使在单个1080TI GPU上以100多件FPS运行。然而，这些实时方法与基于扩张骨架的模型之间的性能仍有显着差距。为了解决这个问题，我们提出了一家专门为实时语义细分设计的高效底座。所提出的深层双分辨率网络（DDRNET）由两个深部分支组成，之间进行多个双边融合。此外，我们设计了一个名为Deep聚合金字塔池（DAPPM）的新上下文信息提取器，以基于低分辨率特征映射放大有效的接收字段和熔丝多尺度上下文。我们的方法在城市景观和Camvid数据集上的准确性和速度之间实现了新的最先进的权衡。特别是，在单一的2080Ti GPU上，DDRNET-23-Slim在Camvid测试组上的Citycapes试验组102 FPS上的102 FPS，74.7％Miou。通过广泛使用的测试增强，我们的方法优于最先进的模型，需要计算得多。 CODES和培训的型号在线提供。

在本文中，我们专注于探索有效的方法，以更快，准确和域的不可知性语义分割。受到相邻视频帧之间运动对齐的光流的启发，我们提出了一个流对齐模块（FAM），以了解相邻级别的特征映射之间的\ textit {语义流}，并将高级特征广播到高分辨率特征有效地，有效地有效。 。此外，将我们的FAM与共同特征的金字塔结构集成在一起，甚至在轻量重量骨干网络（例如Resnet-18和DFNET）上也表现出优于其他实时方法的性能。然后，为了进一步加快推理过程，我们还提出了一个新型的封闭式双流对齐模块，以直接对齐高分辨率特征图和低分辨率特征图，在该图中我们将改进版本网络称为SFNET-LITE。广泛的实验是在几个具有挑战性的数据集上进行的，结果显示了SFNET和SFNET-LITE的有效性。特别是，建议的SFNET-LITE系列在使用RESNET-18主链和78.8 MIOU以120 fps运行的情况下，使用RTX-3090上的STDC主链在120 fps运行时，在60 fps运行时达到80.1 miou。此外，我们将四个具有挑战性的驾驶数据集（即CityScapes，Mapillary，IDD和BDD）统一到一个大数据集中，我们将其命名为Unified Drive细分（UDS）数据集。它包含不同的域和样式信息。我们基准了UDS上的几项代表性作品。 SFNET和SFNET-LITE仍然可以在UDS上取得最佳的速度和准确性权衡，这在如此新的挑战性环境中是强大的基准。所有代码和模型均可在https://github.com/lxtgh/sfsegnets上公开获得。

人们普遍认为，对于准确的语义细分，必须使用昂贵的操作（例如，非常卷积）结合使用昂贵的操作（例如非常卷积），从而导致缓慢的速度和大量的内存使用。在本文中，我们质疑这种信念，并证明既不需要高度的内部决议也不是必需的卷积。我们的直觉是，尽管分割是一个每像素的密集预测任务，但每个像素的语义通常都取决于附近的邻居和遥远的环境。因此，更强大的多尺度功能融合网络起着至关重要的作用。在此直觉之后，我们重新访问常规的多尺度特征空间（通常限制为P5），并将其扩展到更丰富的空间，最小的P9，其中最小的功能仅为输入大小的1/512，因此具有很大的功能接受场。为了处理如此丰富的功能空间，我们利用最近的BIFPN融合了多尺度功能。基于这些见解，我们开发了一个简化的分割模型，称为ESEG，该模型既没有内部分辨率高，也没有昂贵的严重卷积。也许令人惊讶的是，与多个数据集相比，我们的简单方法可以以比以前的艺术更快地实现更高的准确性。在实时设置中，ESEG-Lite-S在189 fps的CityScapes [12]上达到76.0％MIOU，表现优于更快的[9]（73.1％MIOU时为170 fps）。我们的ESEG-LITE-L以79 fps的速度运行，达到80.1％MIOU，在很大程度上缩小了实时和高性能分割模型之间的差距。

Real-time semantic segmentation has played an important role in intelligent vehicle scenarios. Recently, numerous networks have incorporated information from multi-size receptive fields to facilitate feature extraction in real-time semantic segmentation tasks. However, these methods preferentially adopt massive receptive fields to elicit more contextual information, which may result in inefficient feature extraction. We believe that the elaborated receptive fields are crucial, considering the demand for efficient feature extraction in real-time tasks. Therefore, we propose an effective and efficient architecture termed Dilation-wise Residual segmentation (DWRSeg), which possesses different sets of receptive field sizes within different stages. The architecture involves (i) a Dilation-wise Residual (DWR) module for extracting features based on different scales of receptive fields in the high level of the network; (ii) a Simple Inverted Residual (SIR) module that uses an inverted bottleneck structure to extract features from the low stage; and (iii) a simple fully convolutional network (FCN)-like decoder for aggregating multiscale feature maps to generate the prediction. Extensive experiments on the Cityscapes and CamVid datasets demonstrate the effectiveness of our method by achieving a state-of-the-art trade-off between accuracy and inference speed, in addition to being lighter weight. Without using pretraining or resorting to any training trick, we achieve 72.7% mIoU on the Cityscapes test set at a speed of 319.5 FPS on one NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti card, which is significantly faster than existing methods. The code and trained models are publicly available.

Semantic segmentation requires both rich spatial information and sizeable receptive field. However, modern approaches usually compromise spatial resolution to achieve real-time inference speed, which leads to poor performance. In this paper, we address this dilemma with a novel Bilateral Segmentation Network (BiSeNet). We first design a Spatial Path with a small stride to preserve the spatial information and generate high-resolution features. Meanwhile, a Context Path with a fast downsampling strategy is employed to obtain sufficient receptive field. On top of the two paths, we introduce a new Feature Fusion Module to combine features efficiently. The proposed architecture makes a right balance between the speed and segmentation performance on Cityscapes, CamVid, and COCO-Stuff datasets. Specifically, for a 2048×1024 input, we achieve 68.4% Mean IOU on the Cityscapes test dataset with speed of 105 FPS on one NVIDIA Titan XP card, which is significantly faster than the existing methods with comparable performance.

两个分支网络体系结构显示了其对实时语义分割任务的效率和有效性。但是，低水平细节和高级语义的直接融合将导致一种现象，即周围的上下文信息很容易被详细特征淹没，即本文中的超声波，这限制了现有的两种分支模型的准确性的提高。在本文中，我们桥接了卷积神经网络（CNN）与比例综合衍生物（PID）控制器之间的联系，并揭示了两个分支网络不过是一个比例综合（PI）控制器，它固有地来自于此。类似的过冲问题。为了减轻这个问题，我们提出了一个新颖的三个分支网络架构：Pidnet，它分别拥有三个分支来分析详细的，上下文和边界信息（语义的导数），并采用边界关注来指导详细和背景的融合在最后阶段的分支。 PIDNET家族在推理速度和准确性之间实现了最佳的权衡，其测试准确性超过了所有存在的模型，这些模型在CityScapes，Camvid和Coco-STUFF数据集上具有相似的推理速度。尤其是，Pidnet-S在CityScapes测试套装上以93.2 fps的推理速度达到78.6％，在CAMVID测试集上速度为153.7 fps，速度为80.1％。

在语义细分中，将高级上下文信息与低级详细信息集成至关重要。为此，大多数现有的分割模型都采用双线性启动采样和卷积来具有不同尺度的地图，然后以相同的分辨率对齐。但是，双线性启动采样模糊了这些特征地图和卷积中所学到的精确信息，这会产生额外的计算成本。为了解决这些问题，我们提出了隐式特征对齐函数（IFA）。我们的方法的灵感来自隐式神经表示的快速扩展的主题，在该主题中，基于坐标的神经网络用于指定信号字段。在IFA中，特征向量被视为表示2D信息字段。给定查询坐标，附近的具有相对坐标的特征向量是从多级特征图中获取的，然后馈入MLP以生成相应的输出。因此，IFA隐含地将特征图在不同级别对齐，并能够在任意分辨率中产生分割图。我们证明了IFA在多个数据集上的功效，包括CityScapes，Pascal环境和ADE20K。我们的方法可以与各种体系结构的改进结合使用，并在共同基准上实现最新的计算准确性权衡。代码将在https://github.com/hzhupku/ifa上提供。

视觉表示学习是解决各种视力问题的关键。依靠开创性的网格结构先验，卷积神经网络（CNN）已成为大多数深视觉模型的事实上的标准架构。例如，经典的语义分割方法通常采用带有编码器编码器体系结构的完全横向卷积网络（FCN）。编码器逐渐减少了空间分辨率，并通过更大的接受场来学习更多抽象的视觉概念。由于上下文建模对于分割至关重要，因此最新的努力一直集中在通过扩张（即极度）卷积或插入注意力模块来增加接受场。但是，基于FCN的体系结构保持不变。在本文中，我们旨在通过将视觉表示学习作为序列到序列预测任务来提供替代观点。具体而言，我们部署纯变压器以将图像编码为一系列贴片，而无需局部卷积和分辨率减少。通过在变压器的每一层中建立的全球环境，可以学习更强大的视觉表示形式，以更好地解决视力任务。特别是，我们的细分模型（称为分割变压器（SETR））在ADE20K上擅长（50.28％MIOU，这是提交当天测试排行榜中的第一个位置），Pascal环境（55.83％MIOU），并在CityScapes上达到竞争成果。此外，我们制定了一个分层局部全球（HLG）变压器的家族，其特征是窗户内的本地关注和跨窗户的全球性专注于层次结构和金字塔架构。广泛的实验表明，我们的方法在各种视觉识别任务（例如，图像分类，对象检测和实例分割和语义分割）上实现了吸引力的性能。

语义分割是将类标签分配给图像中每个像素的问题，并且是自动车辆视觉堆栈的重要组成部分，可促进场景的理解和对象检测。但是，许多表现最高的语义分割模型非常复杂且笨拙，因此不适合在计算资源有限且低延迟操作的板载自动驾驶汽车平台上部署。在这项调查中，我们彻底研究了旨在通过更紧凑，更有效的模型来解决这种未对准的作品，该模型能够在低内存嵌入式系统上部署，同时满足实时推理的限制。我们讨论了该领域中最杰出的作品，根据其主要贡献将它们置于分类法中，最后我们评估了在一致的硬件和软件设置下，所讨论模型的推理速度，这些模型代表了具有高端的典型研究环境GPU和使用低内存嵌入式GPU硬件的现实部署方案。我们的实验结果表明，许多作品能够在资源受限的硬件上实时性能，同时说明延迟和准确性之间的一致权衡。

现有的多尺度解决方案会导致仅增加接受场大小的风险，同时忽略小型接受场。因此，有效构建自适应神经网络以识别各种空间尺度对象是一个具有挑战性的问题。为了解决这个问题，我们首先引入一个新的注意力维度，即除了现有的注意力维度（例如渠道，空间和分支）之外，并提出了一个新颖的选择性深度注意网络，以对称地处理各种视觉中的多尺度对象任务。具体而言，在给定神经网络的每个阶段内的块，即重新连接，输出层次功能映射共享相同的分辨率但具有不同的接收场大小。基于此结构属性，我们设计了一个舞台建筑模块，即SDA，其中包括树干分支和类似SE的注意力分支。躯干分支的块输出融合在一起，以通过注意力分支指导其深度注意力分配。根据提出的注意机制，我们可以动态选择不同的深度特征，这有助于自适应调整可变大小输入对象的接收场大小。这样，跨块信息相互作用会导致沿深度方向的远距离依赖关系。与其他多尺度方法相比，我们的SDA方法结合了从以前的块到舞台输出的多个接受场，从而提供了更广泛，更丰富的有效接收场。此外，我们的方法可以用作其他多尺度网络以及注意力网络的可插入模块，并创造为SDA- $ x $ net。它们的组合进一步扩展了有效的接受场的范围，可以实现可解释的神经网络。我们的源代码可在\ url {https://github.com/qingbeiguo/sda-xnet.git}中获得。

我们展示了一个下一代神经网络架构，马赛克，用于移动设备上的高效和准确的语义图像分割。MOSAIC是通过各种移动硬件平台使用常用的神经操作设计，以灵活地部署各种移动平台。利用简单的非对称编码器 - 解码器结构，该解码器结构由有效的多尺度上下文编码器和轻量级混合解码器组成，以从聚合信息中恢复空间细节，Mosaic在平衡准确度和计算成本的同时实现了新的最先进的性能。基于搜索的分类网络，马赛克部署在定制的特征提取骨架顶部，达到目前行业标准MLPerf型号和最先进的架构，达到5％的绝对精度增益。

Contextual information is vital in visual understanding problems, such as semantic segmentation and object detection. We propose a Criss-Cross Network (CCNet) for obtaining full-image contextual information in a very effective and efficient way. Concretely, for each pixel, a novel criss-cross attention module harvests the contextual information of all the pixels on its criss-cross path. By taking a further recurrent operation, each pixel can finally capture the full-image dependencies. Besides, a category consistent loss is proposed to enforce the criss-cross attention module to produce more discriminative features. Overall, CCNet is with the following merits: 1) GPU memory friendly. Compared with the non-local block, the proposed recurrent criss-cross attention module requires 11× less GPU memory usage. 2) High computational efficiency. The recurrent criss-cross attention significantly reduces FLOPs by about 85% of the non-local block. 3) The state-of-the-art performance. We conduct extensive experiments on semantic segmentation benchmarks including Cityscapes, ADE20K, human parsing benchmark LIP, instance segmentation benchmark COCO, video segmentation benchmark CamVid. In particular, our CCNet achieves the mIoU scores of 81.9%, 45.76% and 55.47% on the Cityscapes test set, the ADE20K validation set and the LIP validation set respectively, which are the new state-of-the-art results. The source codes are available at https://github.com/speedinghzl/CCNet.

利用多尺度功能在解决语义细分问题方面表现出了巨大的潜力。聚集通常是用总和或串联（Concat）进行的，然后是卷积（Conv）层。但是，它将高级上下文完全通过了以下层次结构，而无需考虑它们的相互关系。在这项工作中，我们旨在启用低级功能，以通过跨尺度像素到区域关系操作从相邻的高级特征图中汇总互补上下文。我们利用跨尺度上下文的传播，即使高分辨率的低级特征也可以使远程依赖关系也可以捕获。为此，我们采用有效的功能金字塔网络来获得多尺度功能。我们提出了一个关系语义提取器（RSE）和关系语义传播器（RSP），分别用于上下文提取和传播。然后，我们将几个RSP堆叠到RSP头中，以实现上下文的渐进自上而下分布。两个具有挑战性的数据集和可可的实验结果表明，RSP头在语义细分和泛型分割方面都具有高效率的竞争性。在语义分割任务中，它的表现优于DeepLabv3 [1]，而在语义分割任务中少75％（多重添加）。

In this paper, we address the scene segmentation task by capturing rich contextual dependencies based on the self-attention mechanism. Unlike previous works that capture contexts by multi-scale feature fusion, we propose a Dual Attention Network (DANet) to adaptively integrate local features with their global dependencies. Specifically, we append two types of attention modules on top of dilated FCN, which model the semantic interdependencies in spatial and channel dimensions respectively. The position attention module selectively aggregates the feature at each position by a weighted sum of the features at all positions. Similar features would be related to each other regardless of their distances. Meanwhile, the channel attention module selectively emphasizes interdependent channel maps by integrating associated features among all channel maps. We sum the outputs of the two attention modules to further improve feature representation which contributes to more precise segmentation results. We achieve new state-of-theart segmentation performance on three challenging scene segmentation datasets, i.e., Cityscapes, PASCAL Context and COCO Stuff dataset. In particular, a Mean IoU score of 81.5% on Cityscapes test set is achieved without using coarse data. 1 .

土地覆盖分类是一项多级分割任务，将每个像素分类为地球表面的某些天然或人为类别，例如水，土壤，自然植被，农作物和人类基础设施。受硬件计算资源和内存能力的限制，大多数现有研究通过将它们放置或将其裁剪成小于512*512像素的小斑块来预处理原始遥感图像，然后再将它们发送到深神经网络。然而，下调图像会导致空间细节损失，使小细分市场难以区分，并逆转了数十年来努力获得的空间分辨率进度。将图像裁剪成小斑块会导致远程上下文信息的丢失，并将预测的结果恢复为原始大小会带来额外的延迟。为了响应上述弱点，我们提出了称为Mkanet的有效的轻巧的语义分割网络。 Mkanet针对顶视图高分辨率遥感图像的特征，利用共享内核同时且同样处理不一致的尺度的地面段，还采用平行且浅层的体系结构来提高推理速度和友好的支持速度和友好的支持图像贴片，超过10倍。为了增强边界和小段歧视，我们还提出了一种捕获类别杂质区域的方法，利用边界信息并对边界和小部分错误判断施加额外的惩罚。广泛实验的视觉解释和定量指标都表明，Mkanet在两个土地覆盖分类数据集上获得了最先进的准确性，并且比其他竞争性轻量级网络快2倍。所有这些优点突出了Mkanet在实际应用中的潜力。

Spatial pyramid pooling module or encode-decoder structure are used in deep neural networks for semantic segmentation task. The former networks are able to encode multi-scale contextual information by probing the incoming features with filters or pooling operations at multiple rates and multiple effective fields-of-view, while the latter networks can capture sharper object boundaries by gradually recovering the spatial information. In this work, we propose to combine the advantages from both methods. Specifically, our proposed model, DeepLabv3+, extends DeepLabv3 by adding a simple yet effective decoder module to refine the segmentation results especially along object boundaries. We further explore the Xception model and apply the depthwise separable convolution to both Atrous Spatial Pyramid Pooling and decoder modules, resulting in a faster and stronger encoder-decoder network. We demonstrate the effectiveness of the proposed model on PASCAL VOC 2012 and Cityscapes datasets, achieving the test set performance of 89.0% and 82.1% without any post-processing. Our paper is accompanied with a publicly available reference implementation of the proposed models in Tensorflow at https: //github.com/tensorflow/models/tree/master/research/deeplab.

语义分割是计算机视觉中的关键任务之一，它是为图像中的每个像素分配类别标签。尽管最近取得了重大进展，但大多数现有方法仍然遇到两个具有挑战性的问题：1）图像中的物体和东西的大小可能非常多样化，要求将多规模特征纳入完全卷积网络（FCN）； 2）由于卷积网络的固有弱点，很难分类靠近物体/物体的边界的像素。为了解决第一个问题，我们提出了一个新的多受感受性现场模块（MRFM），明确考虑了多尺度功能。对于第二期，我们设计了一个边缘感知损失，可有效区分对象/物体的边界。通过这两种设计，我们的多种接收场网络在两个广泛使用的语义分割基准数据集上实现了新的最先进的结果。具体来说，我们在CityScapes数据集上实现了83.0的平均值，在Pascal VOC2012数据集中达到了88.4的平均值。

我们提出Segnext，这是一种简单的卷积网络体系结构，用于语义分割。由于自我注意力在编码空间信息中的效率，基于变压器的最新模型已主导语义分割领域。在本文中，我们表明卷积注意是一种比变形金刚中的自我注意机制更有效的编码上下文信息的方法。通过重新检查成功分割模型所拥有的特征，我们发现了几个关键组件，从而导致分割模型的性能提高。这促使我们设计了一个新型的卷积注意网络，该网络使用廉价的卷积操作。没有铃铛和哨子，我们的Segnext显着提高了先前最先进的方法对流行基准测试的性能，包括ADE20K，CityScapes，Coco-stuff，Pascal VOC，Pascal Context和ISAID。值得注意的是，segnext优于w/ nas-fpn的效率超过lavenet-l2，在帕斯卡VOC 2012测试排行榜上仅使用1/10参数，在Pascal VOC 2012测试排行榜上达到90.6％。平均而言，与具有相同或更少计算的ADE20K数据集上的最新方法相比，Segnext的改进约为2.0％。代码可在https://github.com/uyzhang/jseg（jittor）和https://github.com/visual-cratch-network/segnext（pytorch）获得。

准确的语义分割模型通常需要大量的计算资源，从而抑制其在实际应用中的使用。最近的作品依靠精心制作的轻质模型来快速推断。但是，这些模型不能灵活地适应不同的准确性和效率要求。在本文中，我们提出了一种简单但有效的微小语义细分（SLIMSEG）方法，该方法可以在推理期间以不同的能力执行，具体取决于所需的准确性效率 - 折衷。更具体地说，我们在训练过程中采用逐步向下知识蒸馏采用参数化通道。观察到每个子模型的分割结果之间的差异主要在语义边界附近，我们引入了额外的边界指导语义分割损失，以进一步提高每个子模型的性能。我们表明，我们提出的具有各种主流网络的Slimseg可以产生灵活的模型，从而使计算成本的动态调整和比独立模型更好。关于语义分割基准，城市景观和Camvid的广泛实验证明了我们框架的概括能力。