语义细分是智能车辆了解环境的重要任务。当前的深度学习方法需要大量的标记数据进行培训。手动注释很昂贵，而模拟器可以提供准确的注释。但是，在实际场景中应用时，使用模拟器数据训练的语义分割模型的性能将大大降低。对于语义分割的无监督域适应性（UDA）最近引起了越来越多的研究注意力，旨在减少域间隙并改善目标域的性能。在本文中，我们提出了一种新型的基于两阶段熵的UDA方法，用于语义分割。在第一阶段，我们设计了一个阈值适应的无监督局灶性损失，以使目标域中的预测正常，该预测具有轻度的梯度中和机制，并减轻了在基于熵方法中几乎没有优化硬样品的问题。在第二阶段，我们引入了一种名为跨域图像混合（CIM）的数据增强方法，以弥合两个域的语义知识。我们的方法在合成景观和gta5-to-cityscapes上使用DeepLabV2和使用轻量级的Bisenet实现了最新的58.4％和59.6％的MIOS和59.6％的Mious。

The network trained for domain adaptation is prone to bias toward the easy-to-transfer classes. Since the ground truth label on the target domain is unavailable during training, the bias problem leads to skewed predictions, forgetting to predict hard-to-transfer classes. To address this problem, we propose Cross-domain Moving Object Mixing (CMOM) that cuts several objects, including hard-to-transfer classes, in the source domain video clip and pastes them into the target domain video clip. Unlike image-level domain adaptation, the temporal context should be maintained to mix moving objects in two different videos. Therefore, we design CMOM to mix with consecutive video frames, so that unrealistic movements are not occurring. We additionally propose Feature Alignment with Temporal Context (FATC) to enhance target domain feature discriminability. FATC exploits the robust source domain features, which are trained with ground truth labels, to learn discriminative target domain features in an unsupervised manner by filtering unreliable predictions with temporal consensus. We demonstrate the effectiveness of the proposed approaches through extensive experiments. In particular, our model reaches mIoU of 53.81% on VIPER to Cityscapes-Seq benchmark and mIoU of 56.31% on SYNTHIA-Seq to Cityscapes-Seq benchmark, surpassing the state-of-the-art methods by large margins.

在无监督的域自适应（UDA）语义分割中，基于蒸馏的方法目前在性能上占主导地位。但是，蒸馏技术需要使多阶段的过程和许多培训技巧复杂化。在本文中，我们提出了一种简单而有效的方法，可以实现高级蒸馏方法的竞争性能。我们的核心思想是从边界和功能的观点充分探索目标域信息。首先，我们提出了一种新颖的混合策略，以产生具有地面标签的高质量目标域边界。与以前的作品中的源域边界不同，我们选择了高信心目标域区域，然后将其粘贴到源域图像中。这样的策略可以使用正确的标签在目标域（目标域对象区域的边缘）中生成对象边界。因此，可以通过学习混合样品来有效地捕获目标域的边界信息。其次，我们设计了多层对比损失，以改善目标域数据的表示，包括像素级和原型级对比度学习。通过结合两种建议的方法，可以提取更多的判别特征，并且可以更好地解决目标域的硬对象边界。对两个常用基准测试的实验结果（\ textit {i.e。}，gta5 $ \ rightarrow $ cityScapes and synthia $ \ rightarrow $ cityScapes）表明，我们的方法在复杂的蒸馏方法上取得了竞争性能。值得注意的是，对于Synthia $ \ rightarrow $ CityScapes方案，我们的方法以$ 57.8 \％$ MIOU和$ 64.6 \％$ MIOU的16堂课和16堂课实现了最先进的性能。代码可在https://github.com/ljjcoder/ehtdi上找到。

受益于从特定情况（源）收集的相当大的像素级注释，训练有素的语义分段模型表现得非常好，但由于大域移位而导致的新情况（目标）失败。为了缓解域间隙，先前的跨域语义分段方法始终在域对齐期间始终假设源数据和目标数据的共存。但是，在实际方案中访问源数据可能会引发隐私问题并违反知识产权。为了解决这个问题，我们专注于一个有趣和具有挑战性的跨域语义分割任务，其中仅向目标域提供训练源模型。具体地，我们提出了一种称为ATP的统一框架，其包括三种方案，即特征对准，双向教学和信息传播。首先，我们设计了课程熵最小化目标，以通过提供的源模型隐式对准目标功能与看不见的源特征。其次，除了vanilla自我训练中的正伪标签外，我们是第一个向该领域引入负伪标签的，并开发双向自我训练策略，以增强目标域中的表示学习。最后，采用信息传播方案来通过伪半监督学习进一步降低目标域内的域内差异。综合与跨城市驾驶数据集的广泛结果验证\ TextBF {ATP}产生最先进的性能，即使是需要访问源数据的方法。

无监督的域适应性（UDA）旨在使标记的源域的模型适应未标记的目标域。现有的基于UDA的语义细分方法始终降低像素级别，功能级别和输出级别的域移动。但是，几乎所有这些都在很大程度上忽略了上下文依赖性，该依赖性通常在不同的领域共享，从而导致较不怀疑的绩效。在本文中，我们提出了一个新颖的环境感知混音（camix）框架自适应语义分割的框架，该框架以完全端到端的可训练方式利用了上下文依赖性的这一重要线索作为显式的先验知识，以增强对适应性的适应性目标域。首先，我们通过利用积累的空间分布和先前的上下文关系来提出上下文掩盖的生成策略。生成的上下文掩码在这项工作中至关重要，并将指导三个不同级别的上下文感知域混合。此外，提供了背景知识，我们引入了重要的一致性损失，以惩罚混合学生预测与混合教师预测之间的不一致，从而减轻了适应性的负面转移，例如早期绩效降级。广泛的实验和分析证明了我们方法对广泛使用的UDA基准的最新方法的有效性。

无监督的域适应性（UDA）旨在使在标记的源域上训练的模型适应未标记的目标域。在本文中，我们提出了典型的对比度适应（PROCA），这是一种无监督域自适应语义分割的简单有效的对比度学习方法。以前的域适应方法仅考虑跨各个域的阶级内表示分布的对齐，而阶层间结构关系的探索不足，从而导致目标域上的对齐表示可能不像在源上歧视的那样容易歧视。域了。取而代之的是，ProCA将类间信息纳入班级原型，并采用以班级为中心的分布对齐进行适应。通过将同一类原型与阳性和其他类原型视为实现以集体为中心的分配对齐方式的负面原型，Proca在经典领域适应任务上实现了最先进的性能，{\ em i.e. text {and} synthia $ \ to $ cityScapes}。代码可在\ href {https://github.com/jiangzhengkai/proca} {proca}获得代码

Unsupervised domain adaptation (UDA) for semantic segmentation is a promising task freeing people from heavy annotation work. However, domain discrepancies in low-level image statistics and high-level contexts compromise the segmentation performance over the target domain. A key idea to tackle this problem is to perform both image-level and feature-level adaptation jointly. Unfortunately, there is a lack of such unified approaches for UDA tasks in the existing literature. This paper proposes a novel UDA pipeline for semantic segmentation that unifies image-level and feature-level adaptation. Concretely, for image-level domain shifts, we propose a global photometric alignment module and a global texture alignment module that align images in the source and target domains in terms of image-level properties. For feature-level domain shifts, we perform global manifold alignment by projecting pixel features from both domains onto the feature manifold of the source domain; and we further regularize category centers in the source domain through a category-oriented triplet loss and perform target domain consistency regularization over augmented target domain images. Experimental results demonstrate that our pipeline significantly outperforms previous methods. In the commonly tested GTA5$\rightarrow$Cityscapes task, our proposed method using Deeplab V3+ as the backbone surpasses previous SOTA by 8%, achieving 58.2% in mIoU.

本文挑战跨域语义分割任务，旨在提高未标记的目标域上的分割精度，而不会产生额外的注释。使用基于伪标签的无监督域适应（UDA）管道，我们提出了一种新颖且有效的多融合适应（MFA）方法。 MFA基本上考虑了三个并行信息融合策略，即跨模型融合，时间融合和新型在线脱机伪标签融合。具体而言，在线脱机伪标签融合鼓励自适应培训来额外关注离线伪标签容易被忽视的困难区域，从而保留更多的信息性细节。虽然其他两个融合策略可能看起来标准，但MFA努力提高整合效率和有效性，并成功将所有三种策略注入统一框架。两种广泛使用的基准测试，即GTA5对城市景观和合成城市景观的实验表明，我们的方法显着提高了语义分割适应，并分别建立了新技术（分别为58.2％和62.5％Miou） 。代码将在https://github.com/kaizhang/mfa上获得。

Self-training is a competitive approach in domain adaptive segmentation, which trains the network with the pseudo labels on the target domain. However inevitably, the pseudo labels are noisy and the target features are dispersed due to the discrepancy between source and target domains. In this paper, we rely on representative prototypes, the feature centroids of classes, to address the two issues for unsupervised domain adaptation. In particular, we take one step further and exploit the feature distances from prototypes that provide richer information than mere prototypes. Specifically, we use it to estimate the likelihood of pseudo labels to facilitate online correction in the course of training. Meanwhile, we align the prototypical assignments based on relative feature distances for two different views of the same target, producing a more compact target feature space. Moreover, we find that distilling the already learned knowledge to a self-supervised pretrained model further boosts the performance. Our method shows tremendous performance advantage over state-of-the-art methods. We will make the code publicly available.

本文提出了一种新颖的像素级分布正则化方案（DRSL），用于自我监督的语义分割域的适应性。在典型的环境中，分类损失迫使语义分割模型贪婪地学习捕获类间变化的表示形式，以确定决策（类）边界。由于域的转移，该决策边界在目标域中未对齐，从而导致嘈杂的伪标签对自我监督域的适应性产生不利影响。为了克服这一限制，以及捕获阶层间变化，我们通过类感知的多模式分布学习（MMDL）捕获了像素级内的类内变化。因此，捕获阶层内变化所需的信息与阶层间歧视所需的信息明确分开。因此，捕获的功能更具信息性，导致伪噪声低的伪标记。这种分离使我们能够使用前者的基于跨凝结的自学习，在判别空间和多模式分布空间中进行单独的对齐。稍后，我们通过明确降低映射到同一模式的目标和源像素之间的距离来提出一种新型的随机模式比对方法。距离度量标签上计算出的距离度量损失，并从多模式建模头部反向传播，充当与分割头共享的基本网络上的正常化程序。关于合成到真实域的适应设置的全面实验的结果，即GTA-V/Synthia to CityScapes，表明DRSL的表现优于许多现有方法（MIOU的最小余量为2.3％和2.5％，用于MIOU，而合成的MIOU到CityScapes）。

Recent deep networks achieved state of the art performance on a variety of semantic segmentation tasks. Despite such progress, these models often face challenges in real world "wild tasks" where large difference between labeled training/source data and unseen test/target data exists. In particular, such difference is often referred to as "domain gap", and could cause significantly decreased performance which cannot be easily remedied by further increasing the representation power. Unsupervised domain adaptation (UDA) seeks to overcome such problem without target domain labels. In this paper, we propose a novel UDA framework based on an iterative self-training (ST) procedure, where the problem is formulated as latent variable loss minimization, and can be solved by alternatively generating pseudo labels on target data and re-training the model with these labels. On top of ST, we also propose a novel classbalanced self-training (CBST) framework to avoid the gradual dominance of large classes on pseudo-label generation, and introduce spatial priors to refine generated labels. Comprehensive experiments show that the proposed methods achieve state of the art semantic segmentation performance under multiple major UDA settings.⋆ indicates equal contribution.

Semantic segmentation is a key problem for many computer vision tasks. While approaches based on convolutional neural networks constantly break new records on different benchmarks, generalizing well to diverse testing environments remains a major challenge. In numerous real world applications, there is indeed a large gap between data distributions in train and test domains, which results in severe performance loss at run-time. In this work, we address the task of unsupervised domain adaptation in semantic segmentation with losses based on the entropy of the pixel-wise predictions. To this end, we propose two novel, complementary methods using (i) an entropy loss and (ii) an adversarial loss respectively. We demonstrate state-of-theart performance in semantic segmentation on two challenging "synthetic-2-real" set-ups 1 and show that the approach can also be used for detection.

本文提出FogAdapt，一种用于密集有雾场景的语义细分域的新方法。虽然已经针对显着的研究来减少语义分割中的域移位，但对具有恶劣天气条件的场景的适应仍然是一个开放的问题。由于天气状况，如雾，烟雾和雾度，加剧了域移位的场景的可见性，从而使得在这种情况下进行了无监督的适应性。我们提出了一种自熵和多尺度信息增强的自我监督域适应方法（FOGADAPT），以最大限度地减少有雾场景分割的域移位。由经验证据支持，雾密度的增加导致分割概率的高自熵性，我们引入了基于自熵的损耗功能来引导适应方法。此外，在不同的图像尺度上获得的推论由不确定性组合并加权，以生成目标域的尺度不变伪标签。这些规模不变的伪标签对可见性和比例变化具有鲁棒性。我们在真正的雾景场景中评估了真正的清晰天气场景模型，适应和综合非雾图像到真正的雾场景适应情景。我们的实验表明，FogAdapt在有雾图像的语义分割中的目前最先进的情况下显着优异。具体而言，通过考虑标准设置与最先进的（SOTA）方法相比，FogaDATK在Foggy苏黎世上获得3.8％，有雾的驾驶密集为6.0％，而在Miou的雾化驾驶的3.6％，在Miou，在MiOOP中改编为有雾的苏黎世。

培训语义细分模型的现实世界注释收集是一个昂贵的过程。无监督的域适应性（UDA）试图通过研究如何使用更多可访问的数据（例如合成数据）来训练和适应现实世界图像而无需其注释，以解决此问题。最近的UDA方法通过使用学生和教师网络对像素的分类损失进行培训，适用于自学习。在本文中，我们建议通过对网络输出中元素之间的像素间关系进行建模，将一致性正则项添加到半监督UDA中。我们通过将其应用于最先进的涂抹式框架并将GTA5上的MIOU1绩效应用于CityScapes Benchmark，并在Synthia上的MIOU16绩效提高了MIOU19在Synthia上的效果，并将MIOU19上的MIOU1上的性能提高到CityScapes基准，将其应用于CityScapes Benchmark，并将MIOU19上的MIOU1上的性能提高到CityScapes基准，从而证明了拟议的一致性正规化项的有效性。

深度神经网络（DNN）极大地促进了语义分割中的性能增益。然而，训练DNN通常需要大量的像素级标记数据，这在实践中收集昂贵且耗时。为了减轻注释负担，本文提出了一种自组装的生成对抗网络（SE-GAN）利用语义分割的跨域数据。在SE-GaN中，教师网络和学生网络构成用于生成语义分割图的自组装模型，与鉴别器一起形成GaN。尽管它很简单，我们发现SE-GaN可以显着提高对抗性训练的性能，提高模型的稳定性，这是由大多数普遍培训的方法共享的常见障碍。我们理论上分析SE-GaN并提供$ \ Mathcal o（1 / \ sqrt {n}）$泛化绑定（$ n $是培训样本大小），这表明控制了鉴别者的假设复杂性，以提高概括性。因此，我们选择一个简单的网络作为鉴别器。两个标准设置中的广泛和系统实验表明，该方法显着优于最新的最先进的方法。我们模型的源代码即将推出。

We consider the problem of unsupervised domain adaptation in semantic segmentation. A key in this campaign consists in reducing the domain shift, i.e., enforcing the data distributions of the two domains to be similar. One of the common strategies is to align the marginal distribution in the feature space through adversarial learning. However, this global alignment strategy does not consider the category-level joint distribution. A possible consequence of such global movement is that some categories which are originally well aligned between the source and target may be incorrectly mapped, thus leading to worse segmentation results in target domain. To address this problem, we introduce a category-level adversarial network, aiming to enforce local semantic consistency during the trend of global alignment. Our idea is to take a close look at the category-level joint distribution and align each class with an adaptive adversarial loss. Specifically, we reduce the weight of the adversarial loss for category-level aligned features while increasing the adversarial force for those poorly aligned. In this process, we decide how well a feature is category-level aligned between source and target by a co-training approach. In two domain adaptation tasks, i.e., GTA5 → Cityscapes and SYN-THIA → Cityscapes, we validate that the proposed method matches the state of the art in segmentation accuracy.

在自动驾驶中，学习可以适应各种环境条件的分割模型至关重要。特别是，具有严重的照明变化的复制是一种推动的需求，因为在日光数据上培训的模型将在夜间训练。在本文中，我们研究了域自适应夜间语义分割（DANS）的问题，旨在学习具有标有日间数据集和未标记的数据集的判别夜间模型，包括粗略对齐的日夜图像对。为此，我们提出了一种新的双向混合（Bi-Mix）框架，用于疏浚，这可以有助于图像平移和分割适应过程。具体地，在图像翻译阶段中，Bi-Mix利用日夜图像对的知识来提高夜间图像致密的质量。另一方面，在分段适应阶段，双混合有效地桥接白天和夜间域之间的分布差距，以使模型适应夜间域。在这两个过程中，双混合简单地通过混合两个样本而无需额外的超参数来操作，因此易于实施。暗苏黎世和夜间驾驶数据集的广泛实验展示了所提出的双组合的优势，并表明我们的方法在丹盘中获得最先进的表现。我们的代码可在https://github.com/ygjwd12345/bimix上获得。

在语义细分中进行了无监督的域的适应，以减轻对昂贵像素的依赖的依赖。它利用标有标记的源域数据集以及未标记的目标域图像来学习分割网络。在本文中，我们观察到现有的域不变学习框架的两个主要问题。 （1）由于特征分布对齐而分心，网络不能专注于分割任务。 （2）拟合源域数据很好地损害了目标域性能。为了解决这些问题，我们提出了减轻过度拟合源域的脱钩，并使最终模型能够更多地专注于细分任务。此外，我们提出自我歧视（SD），并引入辅助分类器，以使用伪标签学习更多歧视目标域特征。最后，我们建议在线增强自我训练（OEST），以在线方式上下文提高伪标签的质量。实验表明，我们的方法优于现有的最新方法，广泛的消融研究验证了每个组件的有效性。代码可在https://github.com/dvlab-research/decouplenet上找到。

领域自适应分段努力生成目标域的高质量伪标签并在其上重新训练分段的趋势趋势。在这种自我训练的范式下，一些竞争性方法已寻求潜在的空间信息，该信息建立了语义类别的特征质心（又称原型），并通过与这些质心的距离确定了伪标签候选者。在本文中，我们认为潜在空间包含更多要利用的信息，从而进一步迈出了一步以利用它。首先，我们不仅使用源域原型来确定目标伪标签，而且还像大多数传统方法一样，我们在双向上产生目标域原型来降低那些可能难以理解或无法进行适应的源特征。其次，现有尝试将每个类别模拟为单个和各向同性原型，同时忽略特征分布的方差，这可能导致类似类别的混淆。为了解决这个问题，我们建议通过高斯混合模型代表每个类别，以多种和各向异性原型表示，以根据概率密度估算源域的事实分布并估算目标样品的可能性。我们将我们的方法应用于gta5-> CityScapes和Synthia-> CityScaps任务，并在平均值上分别实现61.2和62.8，这显然优于其他竞争性的自我训练方法。值得注意的是，在某些类别中，我们的方法分别遭受了“卡车”和“公共汽车”等分类混乱的影响，我们的方法分别达到了56.4和68.8，这进一步证明了我们设计的有效性。

了解驾驶场景中的雾图像序列对于自主驾驶至关重要，但是由于难以收集和注释不利天气的现实世界图像，这仍然是一项艰巨的任务。最近，自我训练策略被认为是无监督域适应的强大解决方案，通过生成目标伪标签并重新训练模型，它迭代地将模型从源域转化为目标域。但是，选择自信的伪标签不可避免地会遭受稀疏与准确性之间的冲突，这两者都会导致次优模型。为了解决这个问题，我们利用了驾驶场景的雾图图像序列的特征，以使自信的伪标签致密。具体而言，基于顺序图像数据的局部空间相似性和相邻时间对应的两个发现，我们提出了一种新型的目标域驱动的伪标签扩散（TDO-DIF）方案。它采用超像素和光学流来识别空间相似性和时间对应关系，然后扩散自信但稀疏的伪像标签，或者是由流量链接的超像素或时间对应对。此外，为了确保扩散像素的特征相似性，我们在模型重新训练阶段引入了局部空间相似性损失和时间对比度损失。实验结果表明，我们的TDO-DIF方案有助于自适应模型在两个公共可用的天然雾化数据集（超过雾气的Zurich and Forggy驾驶）上实现51.92％和53.84％的平均跨工会（MIOU），这超过了最态度ART无监督的域自适应语义分割方法。可以在https://github.com/velor2012/tdo-dif上找到模型和数据。