本文提出一種新的卷積操作----動態區域注意卷積(DRConv: Dynamic Region-Aware Convolution),該卷積可以根據特征相似度為不同平面區域分配定制的卷積核。這種卷積方式相較于傳統卷積極大地增強了對圖像語義信息多樣性的建模能力。標準卷積層可以增加卷積核的數量以提取更多的視覺元素,但會導致較高的計算成本。DRConv使用可學習的分配器將逐漸增加的卷積核轉移到平面維度,這不僅提高了卷積的表示能力,而且還保持了計算成本和平移不變性。 圖片 DRConv是一種用于處理語義信息分布復雜多變的有效而優雅的方法,它可以以其即插即用特性替代任何現有網絡中的標準卷積,且對于輕量級網絡的性能有顯著提升。本文在各種模型(MobileNet系列,ShuffleNetV2等)和任務(分類,面部識別,檢測和分割)上對DRConv進行了評估,在ImageNet分類中,基于DRConv的ShuffleNetV2-0.5×在46M計算量的水平下可實現67.1%的性能,相對基準提升6.3%。
Mobile Network設計的最新研究成果表明,通道注意力(例如,SE注意力)對于提升模型性能具有顯著效果,但它們通常會忽略位置信息,而位置信息對于生成空間選擇性attention maps是非常重要。
因此在本文中,作者通過將位置信息嵌入到通道注意力中提出了一種新穎的移動網絡注意力機制,將其稱為“Coordinate Attention”。
與通過2維全局池化將特征張量轉換為單個特征向量的通道注意力不同,coordinate注意力將通道注意力分解為兩個1維特征編碼過程,分別沿2個空間方向聚合特征。這樣,可以沿一個空間方向捕獲遠程依賴關系,同時可以沿另一空間方向保留精確的位置信息。然后將生成的特征圖分別編碼為一對方向感知和位置敏感的attention map,可以將其互補地應用于輸入特征圖,以增強關注對象的表示。
本文所提的Coordinate注意力很簡單,可以靈活地插入到經典的移動網絡中,例如MobileNetV2,MobileNeXt和EfficientNet,而且幾乎沒有計算開銷。大量實驗表明,Coordinate注意力不僅有益于ImageNet分類,而且更有趣的是,它在下游任務(如目標檢測和語義分割)中表現也很好。
視頻行為理解中的一個核心難點是「場景偏差」問題。比如,一段在籃球場跳舞的視頻,會被識別為打籃球,而非跳舞。我們提出一種自監督視頻表征學習方案,通過直接在代理任務中顯式解耦場景與運動信息,處理「場景偏差」難題。值得注意的是,本方案中,解耦的場景與運動信息均從「視頻壓縮編碼」中提取得到。其中場景由關鍵幀 (keyframes) 表示,運動由運動向量 (motion vectors) 表示,二者提取速度是光流的100倍。基于該解耦方案預訓練的視頻網絡模型,遷移至行為理解和視頻檢索兩項下游任務,性能均顯著超過SOTA。
本文研究了卷積神經網絡(CNN)和視覺語言預訓練Transformer(VLPT)的聯合學習,旨在從數百萬個圖像-文本對中學習跨模態對齊。當前大多數文章都是先抽取出圖像中的顯著性區域,再將其與文字一一對齊。由于基于區域的視覺特征通常代表圖像的一部分,因此現有的視覺語言模型要充分理解配對自然語言的語義是一項挑戰。由于基于區域的視覺特征通常代表圖像的一部分,現有的視覺語言模型很難完全理解成對自然語言的語義。本文提出SOHO“開箱即看”的概念,將完整的圖像為輸入,以一種端到端的方式學習視覺語言表達。SOHO不需要邊界框標注,這使得推理速度比基于區域的方法快10倍。特別地,SOHO學會了通過視覺詞典(VD)來提取全面而緊湊的圖像特征,這有助于跨模態理解。大量的實驗結果也驗證了本文SOHO的有效性。
//www.zhuanzhi.ai/paper/a8c52c4b641c0a5bc840a955b6258b39
本文首次在全卷積目標檢測器上去除了NMS(非極大值抑制)后處理,做到了端到端訓練。我們分析了主流一階段目標檢測方法,并發現傳統的一對多標簽分配策略是這些方法依賴NMS的關鍵,并由此提出了預測感知的一對一標簽分配策略。此外,為了提升一對一標簽分配的性能,我們提出了增強特征表征能力的模塊,和加速模型收斂的輔助損失函數。我們的方法在無NMS的情況下達到了與主流一階段目標檢測方法相當的性能。在密集場景上,我們的方法的召回率超過了依賴NMS的目標檢測方法的理論上限。
//www.zhuanzhi.ai/paper/d5394f35aef16fb3a4dca59d68fb1882
一個有效的神經網絡結構性能評估方案是神經網絡結構搜索(NAS)成功的關鍵。現有NAS算法通常在訓練時間有限的小型數據集上訓練和評估神經結構。但這樣一種粗糙的評估方式很難對神經網絡結構進行準確評估。本文提出一種新的神經網絡結構評價方案,旨在確定哪個神經網絡結構的性能更好,而不是精確地預測性能絕對值。因此,我們提出了一個結構相對性能預測NAS (ReNAS)。我們將神經結構編碼為特征張量,并利用預測器進一步細化表示。本方法可用于離散搜索,無需額外評估。在NASBench101數據集上抽樣424個(搜索空間的0.1%)神經架構及其標簽已經足夠學習一個準確的架構性能預測器。在NAS-Bench-101和NAS-Bench-201數據集上,我們搜索的神經結構的準確性高于最新的方法,顯示了本方法的優先性。
以往的人臉圖像質量評估研究大多以樣本層面不確定性或配對相似度作為質量評分標準,而且只考慮部分類內信息。這些方法忽略了來自類間有價值的信息。在本研究中,對于人臉識別系統,我們認為一個高質量的人臉圖像應該與其類內樣本相似,而與其類間樣本不相似,如圖1所示。為此,我們提出了一種基于類內-類間相似度分布距離的無監督人臉質量評估方法(SDD-FIQA)。
//www.zhuanzhi.ai/paper/b51b03b10fb5b413e14282835e0e8a6a
該方法從人臉識別的性能影響因子出發,從理論上推導出人臉樣本類間相似度分布與人臉圖像質量高度相關,利用類內相似度分布和類間相似度分布之間的Wasserstein距離生成人臉圖像質量偽標簽。然后,利用這些質量偽標簽進行無監督訓練一個人臉質量回歸網絡,從而獲得一個質量評估模型。大量實驗表明,在各大人臉識別的基準數據集上,提出的SDD-FIQA方法在不同的人臉識別系統下,精度和泛化能力都達到國際最先進水平。
主要創新點:1)發現了人臉樣本類間相似度分布與人臉圖像質量高度相關;2)提出了類內-類間相似度分布距離的概念;3)從理論上導出了人臉圖像質量與類內-類間相似度分布距離直接相關;4)提出了利用Wasserstein準則度量類內-類間相似度分布距離,并用于人臉圖像質量評分;5)實現了一種完全無監督的人臉圖像質量評估算法,性能最優。
本文提出了第一種實時全身捕捉的方法,該方法通過單一顏色圖像的動態3D人臉模型來估計身體和手的形狀和運動。我們的方法使用了一種新的神經網絡結構,利用身體和手之間的相關性在高計算效率。與以往的工作不同,我們的方法是在多個數據集上聯合訓練,分別關注手、身體或面部,不需要同時標注所有部分的數據,這是很難創建足夠多的多樣性。這種多數據集訓練的可能性使其具有優越的泛化能力。與早期的單眼全身方法相比,我們的方法通過估算統計人臉模型的形狀、表情、反照率和光照參數來捕捉更具表現力的3D人臉幾何形狀和顏色。我們的方法在公共基準上實現了具有競爭力的精度,同時顯著更快,提供更完整的面部重建。
//www.zhuanzhi.ai/paper/cc9fa0af60aee58e256bce07f15065a0
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本文是新加坡國立大學Qinbin Hou&Jiashi Feng等人在注意力機制方面的一次探索,針對如何有效提升移動網絡的卷積特征表達能力,以及通道注意力(如SE)機制能夠有效建模通道間相關性但忽視了位置信息的問題,提出了一種的新穎的注意力機制:Coordinate Attention。
Coordinate Attention通過水平與垂直方向注意力圖捕獲特征的遠程依賴關系,而且水平與垂直注意力還可以有效保持精確的位置信息。所提注意力集中的精確位置信息無論對于分類,還是檢測與分割而言都是一種非常重要的性能,因而所提注意力機制在圖像分類、目標檢測以及語義分割方面均取得了顯著的性能提升,尤其需要注意的是,所提注意力尤其適合于語義分割等稠密預測任務
移動網絡設計的近期研究表明:通道注意力(如Squeeze-and-Excitation)機制對于提升模型性能極為有效,但是忽略了位置信息,這對于生成空間選擇注意力圖非常重要。
針對通道注意力機制存在的上述問題,我們提出了一種用于移動網絡的新穎注意力機制:它將位置信息嵌入到通道注意力中,我們將其稱之為Coordinate Attention。不同于通道注意力將特征張量通過GAP轉換為特征向量,坐標注意力將通道注意力拆分為兩個1D特征編碼過程,分別沿著兩個空間方向集成特征。
通過這種處理,遠程相關性可以通過空間方向捕獲,于此同時,精確的位置信息可以通過另一個空間方向得以保持。所得到的特征圖分辨編碼為成對的方向相關注意力圖與通道注意力圖(兩者具有互補性),并用于增強輸入特征以增廣目標的表達能力。
所提坐標注意力機制極為簡單,可以靈活嵌入到現有移動網絡(比如MobileNetV2, MobileN2Xt, EfficientNet)中,且幾乎不會導致額外的計算負載。
我們通過實驗證實:坐標注意力不僅有助于ImageNet分類,在下游任務(比如目標檢測、語義分割)上表達更佳。下圖給出了所提注意力與SE/CBAM在不同任務上的性能對比。