通常在具有固定预定义类别的完全注销的培训数据上学习对象探测器。但是,通常需要逐步增加类别。通常,在这种情况下,只有用旧课程注释的原始培训集和一些带有新课程的新培训数据。基于有限的数据集,强烈需要一个可以处理所有类别的统一检测器。我们提出了一个实用计划,以实现这项工作。无冲突的损失旨在避免标签歧义,从而在一次训练中导致可接受的探测器。为了进一步提高性能,我们提出了一个重新培训阶段,其中采用蒙特卡洛辍学术来计算定位置信度,以挖掘更准确的边界框,并提出了一种重叠的加权方法,以更好地利用在重新训练期间更好地利用伪注释。广泛的实验证明了我们方法的有效性。
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研究表明,当训练数据缺少注释时,对象检测器的性能下降,即稀疏注释数据。当代方法专注于缺少地面实话注释的代理,无论是伪标签的形式还是通过在训练期间重新称重梯度。在这项工作中,我们重新审视了稀疏注释物体检测的制定。我们观察到稀疏注释的物体检测可以被认为是区域级的半监督对象检测问题。在此洞察力上,我们提出了一种基于区域的半监督算法,它自动识别包含未标记的前景对象的区域。我们的算法然后以不同的方式处理标记和未标记的前景区域,在半监督方法中进行常见做法。为了评估所提出的方法的有效性,我们对普斯卡尔库尔和可可数据集的稀疏注释方法常用的五种分裂进行详尽的实验,并实现最先进的性能。除此之外,我们还表明,我们的方法在标准半监督设置上实现了竞争性能,证明了我们的方法的实力和广泛适用性。
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迄今为止,最强大的半监督对象检测器(SS-OD)基于伪盒,该盒子需要一系列带有微调超参数的后处理。在这项工作中,我们建议用稀疏的伪盒子以伪造的伪标签形式取代稀疏的伪盒。与伪盒相比,我们的密集伪标签(DPL)不涉及任何后处理方法,因此保留了更丰富的信息。我们还引入了一种区域选择技术,以突出关键信息,同时抑制密集标签所携带的噪声。我们将利用DPL作为密集老师的拟议的SS-OD算法命名。在可可和VOC上,密集的老师在各种环境下与基于伪盒的方法相比表现出卓越的表现。
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在本文中,我们评估了域转移对训练集外部数据外的数据的培训的人类检测模型的影响领域。具体而言,我们使用Robotti平台在农业机器人应用程序的背景下收集的现场数据集中介绍了Opendr人类,从而可以定量测量此类应用程序中域移动的影响。此外,我们通过评估有关训练数据的三种不同的情况来研究手动注释的重要性:a)仅消极样本,即没有描绘的人,b)仅阳性样本,即仅包含人类的图像,而c)既负面c)。和阳性样品。我们的结果表明,即使仅使用负样本,即使对训练过程进行了额外的考虑,也可以达到良好的性能。我们还发现,阳性样品会提高性能,尤其是在更好的本地化方面。该数据集可在https://github.com/opendr-eu/datasets上公开下载。
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利用伪标签(例如,类别和边界框)由教师探测器产生的未注释的对象,已经为半监督对象检测(SSOD)的最新进展提供了很多进展。但是,由于稀缺注释引起的教师探测器的概括能力有限,因此产生的伪标签通常偏离地面真理,尤其是那些具有相对较低分类信心的人,从而限制了SSOD的概括性能。为了减轻此问题,我们为SSOD提出了一个双伪标签抛光框架。我们没有直接利用教师探测器生成的伪标签,而是首次尝试使用双抛光学习来减少它们偏离地面真相的偏差,其中两个不同结构化的抛光网络是精心开发和培训的分别在给定注释对象上的类别和边界框的真相。通过这样做,两个抛光网络都可以通过基于最初产生的伪标签充分利用其上下文知识来推断未注释的对象的更准确的伪标签,从而提高了SSOD的概括性能。此外,可以将这种方案无缝地插入现有的SSOD框架中,以进行端到端学习。此外,我们建议将抛光的伪类别和未注释的对象的边界框,用于单独的类别分类和SSOD中的边界框回归,这使得在模型训练过程中可以引入更多未经许可的对象,从而进一步提高了性能。 Pascal VOC和MS Coco基准测试的实验证明了该方法比现有最新基准的优越性。
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半监督对象检测(SSOD)的最新进展主要由基于一致性的伪标记方法驱动,用于图像分类任务,产生伪标签作为监控信号。然而,在使用伪标签时,缺乏考虑本地化精度和放大的类别不平衡,这两者都对于检测任务至关重要。在本文中,我们介绍了针对物体检测量身定制的确定性感知伪标签,可以有效地估计导出的伪标签的分类和定位质量。这是通过将传统定位转换为分类任务之后的传统定位来实现的。在分类和本地化质量分数上调节,我们动态调整用于为每个类别生成伪标签和重重损耗函数的阈值,以减轻类别不平衡问题。广泛的实验表明,我们的方法在Coco和Pascal VOC上的1-2%AP改善了最先进的SSOD性能,同时与大多数现有方法正交和互补。在有限的注释制度中,我们的方法可以通过从Coco标记的1-10%标记数据来改善监督基准。
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学习准确的对象探测器通常需要具有精确对象边界框的大规模培训数据。但是,标记此类数据是昂贵且耗时的。随着众包标签过程和对象的歧义可能会引起嘈杂的边界盒注释,对象探测器将遭受退化的训练数据。在这项工作中,我们旨在应对使用不准确的边界框来学习健壮对象探测器的挑战。受到以下事实的启发:本地化精度在分类精度不准确的框中显着遭受不准确的框架的影响,我们建议将分类作为用于完善定位结果的指导信号。具体而言,通过将对象视为一袋实例,我们引入了一种对象感知的多个实例学习方法(OA-MIL),其中具有对象感知的实例选择和对象感知实例扩展。前者旨在选择准确的培训实例,而不是直接使用不准确的框注释。后者的重点是生成高质量的选择实例。关于合成嘈杂数据集的广泛实验(即嘈杂的Pascal VOC和MS-Coco)和真正的嘈杂小麦头数据集证明了我们OA-MIL的有效性。代码可从https://github.com/cxliu0/oa-mil获得。
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Object recognition techniques using convolutional neural networks (CNN) have achieved great success. However, state-of-the-art object detection methods still perform poorly on large vocabulary and long-tailed datasets, e.g. LVIS.In this work, we analyze this problem from a novel perspective: each positive sample of one category can be seen as a negative sample for other categories, making the tail categories receive more discouraging gradients. Based on it, we propose a simple but effective loss, named equalization loss, to tackle the problem of long-tailed rare categories by simply ignoring those gradients for rare categories. The equalization loss protects the learning of rare categories from being at a disadvantage during the network parameter updating. Thus the model is capable of learning better discriminative features for objects of rare classes. Without any bells and whistles, our method achieves AP gains of 4.1% and 4.8% for the rare and common categories on the challenging LVIS benchmark, compared to the Mask R-CNN baseline. With the utilization of the effective equalization loss, we finally won the 1st place in the LVIS Challenge 2019. Code has been made available at: https: //github.com/tztztztztz/eql.detectron2
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平均精度(AP)损失最近在密集的对象检测任务上显示出有希望的性能。但是,尚未开发出对AP损失如何影响检测器的深刻了解。在这项工作中,我们重新审视平均精度(AP)损失,并揭示了关键元素是选择排名对的关键元素基于该观察结果,我们提出了两种改善AP损失的策略。其中的第一个是一种新型的自适应成对误差(APE)损失,该损失集中在正面和负样本中的排名对。此外,我们通过使用聚类算法利用归一化排名得分和本地化得分来选择更准确的排名对。在MSCOCO数据集上进行的实验支持我们的分析,并证明了我们提出的方法的优越性与当前分类和排名损失相比。该代码可从https://github.com/xudangliatiger/ape-loss获得。
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In object detection, the intersection over union (IoU) threshold is frequently used to define positives/negatives. The threshold used to train a detector defines its quality. While the commonly used threshold of 0.5 leads to noisy (low-quality) detections, detection performance frequently degrades for larger thresholds. This paradox of high-quality detection has two causes: 1) overfitting, due to vanishing positive samples for large thresholds, and 2) inference-time quality mismatch between detector and test hypotheses. A multi-stage object detection architecture, the Cascade R-CNN, composed of a sequence of detectors trained with increasing IoU thresholds, is proposed to address these problems. The detectors are trained sequentially, using the output of a detector as training set for the next. This resampling progressively improves hypotheses quality, guaranteeing a positive training set of equivalent size for all detectors and minimizing overfitting. The same cascade is applied at inference, to eliminate quality mismatches between hypotheses and detectors. An implementation of the Cascade R-CNN without bells or whistles achieves state-of-the-art performance on the COCO dataset, and significantly improves high-quality detection on generic and specific object detection datasets, including VOC, KITTI, CityPerson, and WiderFace. Finally, the Cascade R-CNN is generalized to instance segmentation, with nontrivial improvements over the Mask R-CNN. To facilitate future research, two implementations are made available at https://github.com/zhaoweicai/cascade-rcnn (Caffe) and https://github.com/zhaoweicai/Detectron-Cascade-RCNN (Detectron).
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在这项研究中,我们深入研究了半监督对象检测〜(SSOD)所面临的独特挑战。我们观察到当前的探测器通常遭受3个不一致问题。 1)分配不一致,传统的分配策略对标记噪声很敏感。 2)子任务不一致,其中分类和回归预测在同一特征点未对准。 3)时间不一致,伪Bbox在不同的训练步骤中差异很大。这些问题导致学生网络的优化目标不一致,从而恶化了性能并减慢模型收敛性。因此,我们提出了一个系统的解决方案,称为一致的老师,以补救上述挑战。首先,自适应锚分配代替了基于静态的策略,该策略使学生网络能够抵抗嘈杂的psudo bbox。然后,我们通过设计功能比对模块来校准子任务预测。最后,我们采用高斯混合模型(GMM)来动态调整伪盒阈值。一致的老师在各种SSOD评估上提供了新的强大基线。只有10%的带注释的MS-Coco数据,它可以使用Resnet-50骨干实现40.0 MAP,该数据仅使用伪标签,超过了4个地图。当对完全注释的MS-Coco进行其他未标记的数据进行培训时,性能将进一步增加到49.1 MAP。我们的代码将很快开源。
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深度学习方法需要大量的注释数据以优化参数。例如,附加具有准确边界框注释的数据集对于现代对象检测任务至关重要。但是,具有这样的像素准确性的标签是费力且耗时的,并且精心制作的标记程序对于降低人造噪声是必不可少的,涉及注释审查和接受测试。在本文中,我们关注嘈杂的位置注释对对象检测方法的性能的影响,并旨在减少噪声的不利影响。首先,当将噪声引入边界框注释中时,一阶段和两阶段检测器都会在实验上观察到明显的性能降解。例如,我们的合成噪声导致可可测试分裂的FCO探测器的性能从38.9%的AP降低到33.6%的AP,对于更快的R-CNN而言,COCO检测器的性能从38.9%的AP下降到37.8%的AP和33.7%的AP。其次,提出了一种基于贝叶斯过滤器进行预测合奏的自我纠正技术,以更好地利用教师学习范式后的嘈杂位置注释。合成和现实世界情景的实验始终证明了我们方法的有效性,例如,我们的方法将FCOS检测器的降解性能从33.6%的AP提高到可可的35.6%AP。
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半监督学习旨在利用大量未标记的数据进行性能提升。现有工作主要关注图像分类。在本文中,我们深入了解对象检测的半监督学习,其中标记的数据更加劳动密集。目前的方法是由伪标签产生的嘈杂区域分散注意力。为了打击嘈杂的标签,我们通过量化区域不确定性提出抗噪声的半监督学习。我们首先调查与伪标签相关的不同形式的噪声带来的不利影响。然后,我们建议通过识别不同强度的区域的抗性特性来量化区域的不确定性。通过导入该地区不确定性量化和促进多跳概率分布输出,我们将不确定性引入训练和进一步实现抗噪声学习。 Pascal VOC和MS COCO两者的实验证明了我们的方法的特殊表现。
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半监督的对象检测在平均教师驱动的自我训练的发展中取得了重大进展。尽管结果有令人鼓舞,但在先前的工作中尚未完全探索标签不匹配问题,从而导致自训练期间严重确认偏见。在本文中,我们从两个不同但互补的角度(即分布级别和实例级别)提出了一个简单而有效的标签框架。对于前者,根据Monte Carlo采样,可以合理地近似来自标记数据的未标记数据的类分布。在这种弱监督提示的指导下,我们引入了一个重新分配卑鄙的老师,该老师利用自适应标签 - 分布意识到的信心阈值来生成无偏见的伪标签来推动学生学习。对于后一个,存在着跨教师模型的被忽视的标签分配歧义问题。为了解决这个问题,我们提出了一种新的标签分配机制,用于自我训练框架,即提案自我分配,该机制将学生的建议注入教师,并生成准确的伪标签,以相应地匹配学生模型中的每个建议。 MS-Coco和Pascal-VOC数据集的实验证明了我们提出的框架与其他最先进的框架相当优越。代码将在https://github.com/hikvision-research/ssod上找到。
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基于深度学习的对象建议方法已在许多计算机视觉管道中取得了重大进展。但是,当前的最新提案网络使用封闭世界的假设,这意味着它们仅接受培训以检测培训课程的实例,同时将每个其他区域视为背景。这种解决方案的样式无法对分发对象进行高度召回,因此可以在可以观察到新颖的对象类别类别的现实开放世界应用程序中使用它。为了更好地检测所有对象,我们提出了一个无分类的自我训练的建议网络(STPN),该提案网络(STPN)利用了一种新型的自我训练优化策略,并结合了动态加权损失功能,以解决诸如类不平衡和伪标签的不确定性之类的挑战。我们的模型不仅旨在在现有的乐观开放世界基准中表现出色,而且在具有重大标签偏见的具有挑战性的操作环境中。为了展示这一点,当培训数据包含(1)标记类中的多样性较小,并且(2)标记实例较少时,我们就设计了两个挑战来测试建议模型的概括。我们的结果表明,STPN在所有任务上都实现了最新的对象概括。
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Semi-supervised object detection (SSOD) aims to boost detection performance by leveraging extra unlabeled data. The teacher-student framework has been shown to be promising for SSOD, in which a teacher network generates pseudo-labels for unlabeled data to assist the training of a student network. Since the pseudo-labels are noisy, filtering the pseudo-labels is crucial to exploit the potential of such framework. Unlike existing suboptimal methods, we propose a two-step pseudo-label filtering for the classification and regression heads in a teacher-student framework. For the classification head, OCL (Object-wise Contrastive Learning) regularizes the object representation learning that utilizes unlabeled data to improve pseudo-label filtering by enhancing the discriminativeness of the classification score. This is designed to pull together objects in the same class and push away objects from different classes. For the regression head, we further propose RUPL (Regression-Uncertainty-guided Pseudo-Labeling) to learn the aleatoric uncertainty of object localization for label filtering. By jointly filtering the pseudo-labels for the classification and regression heads, the student network receives better guidance from the teacher network for object detection task. Experimental results on Pascal VOC and MS-COCO datasets demonstrate the superiority of our proposed method with competitive performance compared to existing methods.
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打开世界对象检测(OWOD),模拟知识持续增长的真正动态世界,试图检测已知和未知的类别,并逐步学习所识别的未知组。我们发现,尽管以前的欧瓦德工作建设性地提出了OWOD定义,但实验设置与不合逻辑的基准,令人困惑的度量计算和不当方法是不合理的。在本文中,我们重新思考OWOD实验环境,并提出了五项基本基准原则,以指导OWOD基准建设。此外,我们设计了两个特定于OWOD问题的公平评估协议,从未知课程的角度填充了评估的空白。此外,我们介绍了一个新颖且有效的OWOD框架,其中包含辅助提案顾问(PAD)和特定于类驱逐分类器(CEC)。非参数垫可以帮助RPN识别无需监控的准确未知提案,而CEC通过特定于类的驱逐函数校准过自信的激活边界并滤除令人困惑的预测。在我们的公平基准上进行的综合实验表明,我们的方法在现有的和我们的新指标方面表明了其他最先进的对象检测方法。\脚注{我们的基准和代码可在https://github.com提供/重新驱动/重新驱动。
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We propose a fully convolutional one-stage object detector (FCOS) to solve object detection in a per-pixel prediction fashion, analogue to semantic segmentation. Almost all state-of-the-art object detectors such as RetinaNet, SSD, YOLOv3, and Faster R-CNN rely on pre-defined anchor boxes. In contrast, our proposed detector FCOS is anchor box free, as well as proposal free. By eliminating the predefined set of anchor boxes, FCOS completely avoids the complicated computation related to anchor boxes such as calculating overlapping during training. More importantly, we also avoid all hyper-parameters related to anchor boxes, which are often very sensitive to the final detection performance. With the only post-processing non-maximum suppression (NMS), FCOS with ResNeXt-64x4d-101 achieves 44.7% in AP with single-model and single-scale testing, surpassing previous one-stage detectors with the advantage of being much simpler. For the first time, we demonstrate a much simpler and flexible detection framework achieving improved detection accuracy. We hope that the proposed FCOS framework can serve as a simple and strong alternative for many other instance-level tasks. Code is available at:tinyurl.com/FCOSv1
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尽管近期长尾对象检测成功,但几乎所有长尾对象探测器都是基于两级范式开发的。在实践中,一阶段探测器在行业中更为普遍,因为它们具有简单而快速的管道,易于部署。然而,在长尾情景中,到目前为止,这项工作尚未探讨。在本文中,我们调查了在这种情况下是否可以良好的单级探测器表现良好。我们发现预防一步检测器实现优异性能的主要障碍是:在长尾数据分布下,类别遭受不同程度的正负不平衡问题。传统的焦点损失与所有类别的调制因子相同的调节因子平衡,因此未能处理长尾问题。为了解决这个问题,我们提出了根据其不平衡程度独立地重新平衡不同类别的正面和负样本的损失贡献的均等的联络损失(EFL)。具体而言,EFL采用类别相关调制因子,可以通过不同类别的培训状态来动态调整。对挑战性的LVIS V1基准进行的广泛实验表明了我们提出的方法的有效性。通过端到端培训管道,EF​​L在整体AP方面实现了29.2%,并对稀有类别进行了显着的性能改进,超越了所有现有的最先进的方法。代码可在https://github.com/modeltc/eod上获得。
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随着半监督对象检测(SS-OD)技术的最新开发,可以使用有限的标记数据和丰富的未标记数据来改进对象检测器。但是,仍然有两个挑战未解决:(1)在无锚点检测器上没有先前的SS-OD作品,并且(2)当伪标记的边界框回归时,先前的工作是无效的。在本文中,我们提出了无偏见的教师V2,其中显示了SS-OD方法对无锚定检测器的概括,并引入了无监督回归损失的侦听机制。具体而言,我们首先提出了一项研究,研究了现有的SS-OD方法在无锚固探测器上的有效性,并发现在半监督的设置下它们的性能改善要较低。我们还观察到,在无锚点检测器中使用的中心度和基于本地化的标签的盒子选择不能在半监视的设置下正常工作。另一方面,我们的聆听机制明确地阻止了在边界框回归训练中误导伪标记。我们特别开发了一种基于教师和学生的相对不确定性的新型伪标记的选择机制。这个想法有助于半监督环境中回归分支的有利改善。我们的方法适用于无锚固方法和基于锚的方法,它始终如一地对VOC,可可标准和可可添加的最新方法表现出色。
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