Pre-trained Vision-Language Models (VLMs) such as CLIP have shown impressive generalization capability in downstream vision tasks with appropriate text prompts. Instead of designing prompts manually, Context Optimization (CoOp) has been recently proposed to learn continuous prompts using task-specific training data. Despite the performance improvements on downstream tasks, several studies have reported that CoOp suffers from the overfitting issue in two aspects: (i) the test accuracy on base classes first gets better and then gets worse during training; (ii) the test accuracy on novel classes keeps decreasing. However, none of the existing studies can understand and mitigate such overfitting problem effectively. In this paper, we first explore the cause of overfitting by analyzing the gradient flow. Comparative experiments reveal that CoOp favors generalizable and spurious features in the early and later training stages respectively, leading to the non-overfitting and overfitting phenomenon. Given those observations, we propose Subspace Prompt Tuning (SubPT) to project the gradients in back-propagation onto the low-rank subspace spanned by the early-stage gradient flow eigenvectors during the entire training process, and successfully eliminate the overfitting problem. Besides, we equip CoOp with Novel Feature Learner (NFL) to enhance the generalization ability of the learned prompts onto novel categories beyond the training set, needless of image training data. Extensive experiments on 11 classification datasets demonstrate that SubPT+NFL consistently boost the performance of CoOp and outperform the state-of-the-art approach CoCoOp. Experiments on more challenging vision downstream tasks including open-vocabulary object detection and zero-shot semantic segmentation also verify the effectiveness of the proposed method. Codes can be found at https://tinyurl.com/mpe64f89.
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In this paper, we present Pangu-Weather, a deep learning based system for fast and accurate global weather forecast. For this purpose, we establish a data-driven environment by downloading $43$ years of hourly global weather data from the 5th generation of ECMWF reanalysis (ERA5) data and train a few deep neural networks with about $256$ million parameters in total. The spatial resolution of forecast is $0.25^\circ\times0.25^\circ$, comparable to the ECMWF Integrated Forecast Systems (IFS). More importantly, for the first time, an AI-based method outperforms state-of-the-art numerical weather prediction (NWP) methods in terms of accuracy (latitude-weighted RMSE and ACC) of all factors (e.g., geopotential, specific humidity, wind speed, temperature, etc.) and in all time ranges (from one hour to one week). There are two key strategies to improve the prediction accuracy: (i) designing a 3D Earth Specific Transformer (3DEST) architecture that formulates the height (pressure level) information into cubic data, and (ii) applying a hierarchical temporal aggregation algorithm to alleviate cumulative forecast errors. In deterministic forecast, Pangu-Weather shows great advantages for short to medium-range forecast (i.e., forecast time ranges from one hour to one week). Pangu-Weather supports a wide range of downstream forecast scenarios, including extreme weather forecast (e.g., tropical cyclone tracking) and large-member ensemble forecast in real-time. Pangu-Weather not only ends the debate on whether AI-based methods can surpass conventional NWP methods, but also reveals novel directions for improving deep learning weather forecast systems.
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大规模的视觉预训练在各种下游任务中都表现出了令人印象深刻的进步。现有方法主要是通过图像和文本的全局表示形式的相似性或对图像和文本特征上的高级交叉模式关注来对跨模式对齐进行建模。但是,由于只有全局图像文本对齐信息,因此他们无法明确学习视觉区域和文本短语之间的细粒语义对齐。在本文中,我们介绍了Loupe,这是一种精细的语义一致性视觉语言预训练框架,该框架从新颖的游戏理论互动的角度学习了细粒度的语义对齐。为了有效地计算游戏理论相互作用,我们进一步提出了一种不确定性感知的神经Shapley交互学习模块。实验表明,Loupe在图像文本检索基准测试中实现了最新的。如果没有任何对象级的人类注释和微调,Loupe就可以在对象检测和视觉接地方面实现竞争性能。更重要的是,Loupe从大规模的原始图像文本对学习细粒语义的新方向。
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基于图形卷积网络的方法对车身连接关系进行建模,最近在基于3D骨架的人体运动预测中显示出巨大的希望。但是,这些方法有两个关键问题:首先,仅在有限的图形频谱中过滤特征,在整个频段中丢失了足够的信息;其次,使用单个图对整个身体进行建模,低估了各个身体部门的各种模式。为了解决第一个问题,我们提出了自适应图散射,该散射利用了多个可训练的带通滤波器将姿势特征分解为较丰富的图形频谱频段。为了解决第二个问题,分别对身体零件进行建模以学习多种动力学,从而沿空间维度提取更精细的特征提取。整合了上述两种设计,我们提出了一个新型的骨架派对图散射网络(SPGSN)。该模型的核心是级联的多部分图形散射块(MPGSB),在不同的身体部门建立自适应图散射,并基于推断的频谱重要性和身体零件相互作用融合分解的特征。广泛的实验表明,SPGSN的表现优于最先进的方法,其优于13.8%,9.3%和2.7%的SPGSN在每个联合位置误差(MPJPE)上,在36m,CMU MOCAP和3DPW Dataset,3D平均位置误差(MPJPE)方面,SPGSN优于最先进的方法。分别。
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在本文中,我们提出了一种新颖的注释和评估方案,以进行视觉识别。与传统设置不同,该协议不需要标签/算法就可以立即注释/识别所有目标(对象,零件等),而是提出了许多识别说明,并且该算法通过请求识别目标。这种机制带来了两种有益的特性来减轻注释负担,即(i)可变粒度:不同的情况可以具有不同级别的注释,尤其是对象部分只能在大而清晰的实例中标记,(ii)被打开(ii) - 域:可以将新概念以最低的成本添加到数据库中。为了处理提出的设置,我们维护知识库并设计一个基于查询的视觉识别框架,该框架可以根据请求直接构建查询。我们在两个混合注销的数据集(CPP和ADE20K)上评估了识别系统,并演示了其从部分标记的数据中学习的有希望的能力,以及仅使用文本标签来适应新概念。
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昂贵注释的要求是培训良好的实例细分模型的重大负担。在本文中,我们提出了一个经济活跃的学习环境,称为主动监督实例细分(API),该实例分段(API)从框级注释开始,并迭代地在盒子内划分一个点,并询问它是否属于对象。API的关键是找到最大程度地提高分段准确性的最佳点,以有限的注释预算。我们制定此设置,并提出几种基于不确定性的抽样策略。与其他学习策略相比,使用这些策略开发的模型可以在具有挑战性的MS-Coco数据集上获得一致的性能增长。结果表明,API集成了主动学习和基于点的监督的优势,是标签有效实例分割的有效学习范式。
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深度学习的快速发展在分割方面取得了长足的进步,这是计算机视觉的基本任务之一。但是,当前的细分算法主要取决于像素级注释的可用性,这些注释通常昂贵,乏味且费力。为了减轻这一负担,过去几年见证了越来越多的关注,以建立标签高效,深度学习的细分算法。本文对标签有效的细分方法进行了全面的审查。为此,我们首先根据不同类型的弱标签提供的监督(包括没有监督,粗略监督,不完整的监督和嘈杂的监督和嘈杂的监督),首先开发出一种分类法来组织这些方法,并通过细分类型(包括语义细分)补充,实例分割和全景分割)。接下来,我们从统一的角度总结了现有的标签有效的细分方法,该方法讨论了一个重要的问题:如何弥合弱监督和密集预测之间的差距 - 当前的方法主要基于启发式先导,例如交叉像素相似性,跨标签约束,跨视图一致性,跨图像关系等。最后,我们分享了对标签有效深层细分的未来研究方向的看法。
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神经辐射场(NERF)在建模3D场景和合成新型视图图像方面取得了巨大成功。但是,大多数以前的NERF方法需要大量时间来优化一个场景。显式数据结构,例如体素特征,显示出加速训练过程的巨大潜力。但是,体素特征面临两个大挑战,要应用于动态场景,即建模时间信息并捕获不同的点运动尺度。我们通过用时间感知的体素特征(称为Tineuvox)表示场景来提出一个辐射现场框架。引入了一个微小的坐标变形网络,以模拟粗糙运动轨迹,并在辐射网络中进一步增强了时间信息。提出了一种多距离插值方法,并应用于体素特征,以模拟小运动和大型运动。我们的框架大大加快了动态光芒度场的优化,同时保持高渲染质量。经验评估均在合成场景和真实场景上进行。我们的Tineuvox仅需8分钟和8 MB的存储成本即可完成培训,同时表现出比以前的动态NERF方法相似甚至更好的渲染性能。
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学习自然图像恢复的一般性先验是一项重要但具有挑战性的任务。早期方法主要涉及手工制作的先验,包括归一化稀疏性,L_0梯度,暗通道先验等。最近,深层神经网络已用于学习各种图像先验,但不能保证概括。在本文中,我们提出了一种新颖的方法,该方法将任务敏捷的先验嵌入到变压器中。我们的方法称为任务不合时宜的先验嵌入(磁带),由两个阶段组成,即,任务不合时宜的预训练和特定于任务的微调,第一阶段将有关自然图像的先验知识嵌入到变压器中,第二阶段嵌入了第二阶段。阶段提取知识以帮助下游图像恢复。对各种降解的实验验证了胶带的有效性。根据PSNR的图像恢复性能提高了多达1.45dB,甚至超过了特定于任务的算法。更重要的是,磁带显示了从退化的图像中解开广义图像先验的能力,这些图像具有良好的转移能力,可以转移到未知的下游任务。
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现有的神经结构搜索算法主要在具有短距离连接的搜索空间上。我们争辩说,这种设计虽然安全稳定,障碍搜索算法从探索更复杂的情景。在本文中,我们在具有长距离连接的复杂搜索空间上构建搜索算法,并显示现有的权重共享搜索算法由于存在\ TextBF {交织连接}而大部分失败。基于观察,我们介绍了一个名为\ textbf {if-nas}的简单且有效的算法,在那里我们在搜索过程中执行定期采样策略来构建不同的子网,避免在任何中的交织连接出现。在所提出的搜索空间中,IF-NAS优于随机采样和先前的重量共享搜索算法,通过显着的余量。 IF-NAS还推广到微单元的空间,这些空间更容易。我们的研究强调了宏观结构的重要性,我们期待沿着这个方向进一步努力。
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