由于字体之类的文本属性是文档格式和页面样式的核心设计元素,因此自动属性识别有利于全面的实用应用。现有方法在区分不同属性方面已经产生令人满意的性能,但是它们仍然在区分类似属性的情况下只有微妙的差异。此外,在现实世界中出现意外和明显的成像扭曲的现实情况下,他们的性能严重下降。在本文中,我们旨在通过提出炸玉米饼来解决这些问题,炸玉米饼是针对最常见文档场景量身定制的文本属性识别的对比框架。具体而言,炸玉米饼利用对比学习来消除由模糊和开放式属性引起的歧义陷阱。为了实现这一目标,我们从三个角度设计了学习范式:1)生成属性视图,2)提取微妙但至关重要的细节,以及3)利用有价值的视图对学习,以充分解锁预训练潜力。广泛的实验表明,Taco超过了受监督的对应物,并在多个属性识别任务上取得了最新的进步。将提供炸玉米饼的在线服务。
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在视觉上丰富的文件(VRD)上的结构化文本理解是文档智能的重要组成部分。由于VRD中的内容和布局的复杂性,结构化文本理解是一项有挑战性的任务。大多数现有的研究将此问题与两个子任务结尾:实体标记和实体链接,这需要整体地了解令牌和段级别的文档的上下文。但是,很少的工作已经关注有效地从不同层次提取结构化数据的解决方案。本文提出了一个名为structext的统一框架,它对于处理两个子任务是灵活的,有效的。具体地,基于变压器,我们引入了一个段令牌对齐的编码器,以处理不同粒度水平的实体标记和实体链接任务。此外,我们设计了一种具有三个自我监督任务的新型预训练策略,以学习更丰富的代表性。 Structext使用现有屏蔽的视觉语言建模任务和新句子长度预测和配对框方向任务,以跨文本,图像和布局结合多模态信息。我们评估我们在分段级别和令牌级别的结构化文本理解的方法,并表明它优于最先进的同行,在Funsd,Srie和Ephoie数据集中具有显着优越的性能。
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最近,由于其广泛的商业价值,从视觉丰富的文档(例如门票和简历)中自动提取信息已成为一个热门而重要的研究主题。大多数现有方法将此任务分为两个小节:用于从原始文档图像中获取纯文本的文本阅读部分以及用于提取密钥内容的信息提取部分。这些方法主要集中于改进第二个方法,同时忽略了这两个部分高度相关。本文提出了一个统一的端到端信息提取框架,从视觉上富含文档中提出,文本阅读和信息提取可以通过精心设计的多模式上下文块相互加强。具体而言,文本阅读部分提供了多模式功能,例如视觉,文本和布局功能。开发了多模式上下文块,以融合生成的多模式特征,甚至是从预训练的语言模型中获得的先验知识,以提供更好的语义表示。信息提取部分负责使用融合上下文功能生成密钥内容。该框架可以以端到端的可训练方式进行培训,从而实现全球优化。更重要的是,我们将视觉丰富的文档定义为跨两个维度的四个类别,即布局和文本类型。对于每个文档类别,我们提供或推荐相应的基准,实验设置和强大的基准,以弥补该研究领域缺乏统一评估标准的问题。报告了对四种基准测试的广泛实验(从固定布局到可变布局,从完整的文本到半未结构化的文本),证明了所提出的方法的有效性。数据,源代码和模型可用。
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由于其有效的模型架构以及大规模未标记的扫描/数字出生的文件的优势,在各种视觉上丰富的文档理解任务中已经证明了文本和布局的预先培训。我们提出了具有新的预培训任务的Layoutlmv2架构,以在单个多模态框架中模拟文本,布局和图像之间的交互。具体地,对于双流多模态变压器编码器,LayOutLMV2不仅使用现有屏蔽的视觉语言建模任务,还使用新的文本图像对齐和文本图像匹配任务,这使得它更好地捕获跨模块交互在预训练阶段。同时,它还将空间感知的自我注意机制集成到变压器架构中,以便模型可以完全理解不同文本块之间的相对位置关系。实验结果表明,LayoutLMV2优于大幅度的LayOutlm,并在大量下游的下游富有的文件理解任务中实现了新的最先进的结果,包括Funsd(0.7895 $ \至0.8420美元),电源线(0.9493 $ \至0.9601美元),Srie(0.9524 $ \至0.9781美元),Kleister-NDA(0.8340 $ \ 0.8520美元),RVL-CDIP(0.9443 $ \至0.9564美元),DOCVQA(0.7295 $ \至0.8672美元) 。我们使我们的模型和代码公开可用于\ url {https://aka.ms/layoutlmv2}。
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Astounding results from Transformer models on natural language tasks have intrigued the vision community to study their application to computer vision problems. Among their salient benefits, Transformers enable modeling long dependencies between input sequence elements and support parallel processing of sequence as compared to recurrent networks e.g., Long short-term memory (LSTM). Different from convolutional networks, Transformers require minimal inductive biases for their design and are naturally suited as set-functions. Furthermore, the straightforward design of Transformers allows processing multiple modalities (e.g., images, videos, text and speech) using similar processing blocks and demonstrates excellent scalability to very large capacity networks and huge datasets. These strengths have led to exciting progress on a number of vision tasks using Transformer networks. This survey aims to provide a comprehensive overview of the Transformer models in the computer vision discipline. We start with an introduction to fundamental concepts behind the success of Transformers i.e., self-attention, large-scale pre-training, and bidirectional feature encoding. We then cover extensive applications of transformers in vision including popular recognition tasks (e.g., image classification, object detection, action recognition, and segmentation), generative modeling, multi-modal tasks (e.g., visual-question answering, visual reasoning, and visual grounding), video processing (e.g., activity recognition, video forecasting), low-level vision (e.g., image super-resolution, image enhancement, and colorization) and 3D analysis (e.g., point cloud classification and segmentation). We compare the respective advantages and limitations of popular techniques both in terms of architectural design and their experimental value. Finally, we provide an analysis on open research directions and possible future works. We hope this effort will ignite further interest in the community to solve current challenges towards the application of transformer models in computer vision.
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监督的深度学习模型取决于大量标记的数据。不幸的是,收集和注释包含所需更改的零花态样本是耗时和劳动密集型的。从预训练模型中转移学习可有效减轻遥感(RS)变化检测(CD)中标签不足。我们探索在预训练期间使用语义信息的使用。不同于传统的监督预训练,该预训练从图像到标签,我们将语义监督纳入了自我监督的学习(SSL)框架中。通常,多个感兴趣的对象(例如,建筑物)以未经切割的RS图像分布在各个位置。我们没有通过全局池操纵图像级表示,而是在每个像素嵌入式上引入点级监督以学习空间敏感的特征,从而使下游密集的CD受益。为了实现这一目标,我们通过使用语义掩码在视图之间的重叠区域上通过类平衡的采样获得了多个点。我们学会了一个嵌入式空间,将背景和前景点分开,并将视图之间的空间对齐点齐聚在一起。我们的直觉是导致的语义歧视性表示与无关的变化不变(照明和无关紧要的土地覆盖)可能有助于改变识别。我们在RS社区中免费提供大规模的图像面罩,用于预训练。在三个CD数据集上进行的大量实验验证了我们方法的有效性。我们的表现明显优于Imagenet预训练,内域监督和几种SSL方法。经验结果表明我们的预训练提高了CD模型的概括和数据效率。值得注意的是,我们使用20%的培训数据获得了比基线(随机初始化)使用100%数据获得竞争结果。我们的代码可用。
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图像变压器最近使用监督(VIT,DEIT等)或自我监督(BEIT,MAE等)预训练技术取得了显着的自然图像理解进展。在本文中,我们提出了\ textbf {dit},一种自我保护的预训练\ textbf {d} ocument \ textbf {i} mage \ textbf {t} ransformer模型,使用大规模的不尺度的文本图像用于文档AI任务,这是必不可少的,因为由于缺乏人类标记的文档图像,因此没有受到监督的同行。我们将DIT作为骨干网络在各种基于视觉的文档AI任务中,包括文档图像分类,文档布局分析,表检测以及OCR的文本检测。实验结果表明,自我监管的预训练的DIT模型可在这些下游任务上实现新的最新结果,例如文档图像分类(91.11 $ \ rightarrow $ 92.69),文档布局分析(91.0 $ \ rightArow $ 94.9),表检测(94.23 $ \ rightArrow $ 96.55)和OCR的文本检测(93.07 $ \ rightarrow $ 94.29)。代码和预培训模型可在\ url {https://aka.ms/msdit}上公开获得。
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Document images are a ubiquitous source of data where the text is organized in a complex hierarchical structure ranging from fine granularity (e.g., words), medium granularity (e.g., regions such as paragraphs or figures), to coarse granularity (e.g., the whole page). The spatial hierarchical relationships between content at different levels of granularity are crucial for document image understanding tasks. Existing methods learn features from either word-level or region-level but fail to consider both simultaneously. Word-level models are restricted by the fact that they originate from pure-text language models, which only encode the word-level context. In contrast, region-level models attempt to encode regions corresponding to paragraphs or text blocks into a single embedding, but they perform worse with additional word-level features. To deal with these issues, we propose MGDoc, a new multi-modal multi-granular pre-training framework that encodes page-level, region-level, and word-level information at the same time. MGDoc uses a unified text-visual encoder to obtain multi-modal features across different granularities, which makes it possible to project the multi-granular features into the same hyperspace. To model the region-word correlation, we design a cross-granular attention mechanism and specific pre-training tasks for our model to reinforce the model of learning the hierarchy between regions and words. Experiments demonstrate that our proposed model can learn better features that perform well across granularities and lead to improvements in downstream tasks.
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视觉问题应答(VQA)任务利用视觉图像和语言分析来回回答图像的文本问题。它是一个流行的研究课题,在过去十年中越来越多的现实应用。本文介绍了我们最近对AliceMind-MMU的研究(阿里巴巴的编码器 - 解码器来自Damo Academy - 多媒体理解的机器智能实验室),其比人类在VQA上获得相似甚至略微更好的结果。这是通过系统地改善VQA流水线来实现的,包括:(1)具有全面的视觉和文本特征表示的预培训; (2)与学习参加的有效跨模型互动; (3)一个新颖的知识挖掘框架,具有专门的专业专家模块,适用于复杂的VQA任务。处理不同类型的视觉问题,需要具有相应的专业知识在提高我们的VQA架构的表现方面发挥着重要作用,这取决于人力水平。进行了广泛的实验和分析,以证明新的研究工作的有效性。
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在本文中,我们提出了一个文本降低不变的自动编码器(Text-Diae),这是一种旨在解决两个任务的自我监督模型,即文本识别(手写或场景文本)和文档图像增强。我们首先采用基于变压器的体系结构,该体系结构将三个借口任务作为学习目标,在预训练期间必须在不使用标签数据的情况下进行优化。每个借口目标都是专门针对最终下游任务量身定制的。我们进行了几项消融实验,以确认所选借口任务的设计选择。重要的是,所提出的模型并未基于对比损失表现出先前最新方法的局限性,而同时需要更少的数据样本来收敛。最后,我们证明我们的方法超过了手写和场景文本识别和文档图像增强的现有监督和自我监督的设置中的最新设置。我们的代码和训练有素的模型将在〜\ url {http:// on_accepters}上公开提供。
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变压器是一种基于关注的编码器解码器架构,彻底改变了自然语言处理领域。灵感来自这一重大成就,最近在将变形式架构调整到计算机视觉(CV)领域的一些开创性作品,这已经证明了他们对各种简历任务的有效性。依靠竞争力的建模能力,与现代卷积神经网络相比在本文中,我们已经为三百不同的视觉变压器进行了全面的审查,用于三个基本的CV任务(分类,检测和分割),提出了根据其动机,结构和使用情况组织这些方法的分类。 。由于培训设置和面向任务的差异,我们还在不同的配置上进行了评估了这些方法,以便于易于和直观的比较而不是各种基准。此外,我们已经揭示了一系列必不可少的,但可能使变压器能够从众多架构中脱颖而出,例如松弛的高级语义嵌入,以弥合视觉和顺序变压器之间的差距。最后,提出了三个未来的未来研究方向进行进一步投资。
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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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Scene text spotting is of great importance to the computer vision community due to its wide variety of applications. Recent methods attempt to introduce linguistic knowledge for challenging recognition rather than pure visual classification. However, how to effectively model the linguistic rules in end-to-end deep networks remains a research challenge. In this paper, we argue that the limited capacity of language models comes from 1) implicit language modeling; 2) unidirectional feature representation; and 3) language model with noise input. Correspondingly, we propose an autonomous, bidirectional and iterative ABINet++ for scene text spotting. Firstly, the autonomous suggests enforcing explicitly language modeling by decoupling the recognizer into vision model and language model and blocking gradient flow between both models. Secondly, a novel bidirectional cloze network (BCN) as the language model is proposed based on bidirectional feature representation. Thirdly, we propose an execution manner of iterative correction for the language model which can effectively alleviate the impact of noise input. Finally, to polish ABINet++ in long text recognition, we propose to aggregate horizontal features by embedding Transformer units inside a U-Net, and design a position and content attention module which integrates character order and content to attend to character features precisely. ABINet++ achieves state-of-the-art performance on both scene text recognition and scene text spotting benchmarks, which consistently demonstrates the superiority of our method in various environments especially on low-quality images. Besides, extensive experiments including in English and Chinese also prove that, a text spotter that incorporates our language modeling method can significantly improve its performance both in accuracy and speed compared with commonly used attention-based recognizers.
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高分辨率图像和详尽的局部注释成本的过高成本阻碍了数字病理学的进展。用于对病理图像进行分类的常用范式是基于贴片的处理,该处理通常结合了多个实例学习(MIL)以汇总局部补丁级表示,从而得出图像级预测。尽管如此,诊断相关的区域只能占整个组织的一小部分,而当前基于MIL的方法通常会均匀地处理图像,从而丢弃相互作用的相互作用。为了减轻这些问题,我们提出了Scorenet,Scorenet是一种新的有效的变压器,利用可区分的建议阶段来提取区分图像区域并相应地专用计算资源。提出的变压器利用一些动态推荐的高分辨率区域的本地和全球关注,以有效的计算成本。我们通过利用图像的语义分布来指导数据混合并产生连贯的样品标签对,进一步介绍了一种新型的混合数据启发,即SCOREX。 SCOREMIX令人尴尬地简单,并减轻了先前的增强的陷阱,该增强性的陷阱假设了统一的语义分布,并冒着标签样品的风险。对血久毒素和曙红(H&E)的三个乳腺癌组织学数据集(H&E)的三个乳腺癌组织学数据集(H&E)的彻底实验和消融研究验证了我们的方法优于先前的艺术,包括基于变压器的肿瘤区域(TORIS)分类的模型。与其他混合增强变体相比,配备了拟议的得分增强的Scorenet表现出更好的概括能力,并实现了新的最先进的结果(SOTA)结果,仅50%的数据。最后,Scorenet产生了高疗效,并且胜过SOTA有效变压器,即TransPath和SwintransFormer。
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事实证明,大规模的视觉和语言(V+L)预训练已被证明有效地增强了下游V+L任务。但是,当涉及时尚域时,现有的V+L方法是不足的,因为它们忽略了时尚V+L数据和下游任务的独特特征。在这项工作中,我们提出了一个以时尚为中心的新型V+L表示框架,被称为Fashionvil。它包含两个新型时尚特定的预训练任务,旨在使用时尚V+L数据利用两个内在属性。首先,与其他域仅包含单个图像文本对的其他域相比,时尚域中可能有多个图像。因此,我们提出了一项多视图对比学习任务,以将一个图像的可视化表示为另一个图像+文本的组成多模式表示。其次,时尚文本(例如,产品描述)通常包含丰富的细粒概念(属性/名词短语)。为了利用这一点,引入了伪归因于分类任务,以鼓励同一概念的学习的单峰(视觉/文本)表示。此外,时尚V+L任务唯一包含不符合常见的一流或两流体系结构的任务(例如,文本引导的图像检索)。因此,我们提出了一个灵活的,多功能的V+L模型体系结构,该体系结构由模态 - 静态变压器组成,以便可以灵活地适应任何下游任务。广泛的实验表明,我们的FashionVil在五个下游任务中实现了新的最新技术。代码可从https://github.com/brandonhanx/mmf获得。
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由于文档的复杂布局,提取文档的信息是一项挑战。大多数以前的研究以一种自我监督的方式开发了多模式预训练的模型。在本文中,我们专注于包含文本和布局信息的单词块的嵌入学习,并提出UTEL,这是具有统一文本和布局预训练的语言模型。具体而言,我们提出了两个预训练任务:布局学习的周围单词预测(SWP),以及对识别不同单词块的单词嵌入(CWE)的对比度学习。此外,我们用1D剪裁的相对位置嵌入了常用的一维位置。这样,掩盖布局语言建模(MLLM)的联合训练和两个新提出的任务可以以统一的方式在语义和空间特征之间进行相互作用。此外,提议的UTEL可以通过删除1D位置嵌入,同时保持竞争性能来处理任意长度的序列。广泛的实验结果表明,UTEL学会了比以前在各种下游任务上的方法更好的联合表示形式,尽管不需要图像模式。代码可在\ url {https://github.com/taosong2019/utel}中获得。
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自我监督的预训练技术在文档AI中取得了显着进步。大多数多模式的预训练模型都使用蒙版的语言建模目标来学习文本模式的双向表示,但是它们在图像模式的预训练目标方面有所不同。这种差异增加了多模式表示学习的困难。在本文中,我们建议\ textbf {layoutlmv3}为文档AI预训练多模式变压器,并具有统一的文本和图像掩蔽。此外,LayoutLMV3通过单词斑点对齐目标进行了预训练,可以通过预测是否掩盖文本的相应图像贴片来学习交叉模式对齐。简单的统一体系结构和培训目标使Layoutlmv3成为以文本为中心和以图像为中心的文档AI任务的通用预培训模型。实验结果表明,LayoutLMV3不仅在以文本为中心的任务中实现最先进的绩效,包括形式的理解,收据理解和文档视觉问题回答,而且在以图像为中心的任务(例如文档图像分类和文档布局)中分析。代码和模型可在\ url {https://aka.ms/layoutlmv3}上公开获得。
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连接视觉和语言在生成智能中起着重要作用。因此,已经致力于图像标题的大型研究工作,即用句法和语义有意义的句子描述图像。从2015年开始,该任务通常通过由Visual Encoder组成的管道和文本生成的语言模型来解决任务。在这些年来,两种组件通过对象区域,属性,介绍多模态连接,完全关注方法和伯特早期融合策略的利用而显着发展。但是,无论令人印象深刻的结果,图像标题的研究还没有达到结论性答案。这项工作旨在提供图像标题方法的全面概述,从视觉编码和文本生成到培训策略,数据集和评估度量。在这方面,我们量化地比较了许多相关的最先进的方法来确定架构和培训策略中最有影响力的技术创新。此外,讨论了问题的许多变体及其开放挑战。这项工作的最终目标是作为理解现有文献的工具,并突出显示计算机视觉和自然语言处理的研究领域的未来方向可以找到最佳的协同作用。
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事实证明,多模式文档预训练的模型在各种视觉上富裕的文档理解(VRDU)任务中非常有效。尽管现有的文档预先培训模型在VRDU的标准基准上取得了出色的性能,但它们建模和利用文档上的视觉和语言之间的互动的方式阻碍了他们无法获得更好的概括能力和更高的准确性。在这项工作中,我们主要从监督信号的角度研究了VRDU视觉联合表示学习的问题。具体而言,提出了一种称为BI-VLDOC的预训练范式,其中设计了双向视觉监督策略和视觉性混合注意机制,以完全探索并利用这两种方式之间的相互作用,以学习更强的交叉交叉方式 - 具有更丰富语义的模式文档表示。 Bi-Vldoc受益于学习丰富的跨模式文档表示形式,显着提高了三个广泛使用文档的最新性能,理解基准,包括形式的理解(从85.14%到93.44%),收据信息提取(从96.01%到97.84%)和文档分类(从96.08%到97.12%)。在文档视觉质量检查中,BI-VLDOC与以前的单个模型方法相比,实现了最先进的性能。
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标记数据通常昂贵且耗时,特别是对于诸如对象检测和实例分割之类的任务,这需要对图像的密集标签进行密集的标签。虽然几张拍摄对象检测是关于培训小说中的模型(看不见的)对象类具有很少的数据,但它仍然需要在许多标记的基础(见)类的课程上进行训练。另一方面,自我监督的方法旨在从未标记数据学习的学习表示,该数据转移到诸如物体检测的下游任务。结合几次射击和自我监督的物体检测是一个有前途的研究方向。在本调查中,我们审查并表征了几次射击和自我监督对象检测的最新方法。然后,我们给我们的主要外卖,并讨论未来的研究方向。https://gabrielhuang.github.io/fsod-survey/的项目页面
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