最近,基于水平表示的全景语义分割方法优于基于投影的解决方案,因为可以通过在垂直方向上压缩球形数据来有效地消除畸变。但是,这些方法忽略了之前的失真分布,并且仅限于不平衡的接收场,例如,接收场在垂直方向上足够,并且在水平方向上不足。不同的是,沿另一个方向压缩的垂直表示可以提供隐式失真先验,并扩大水平接收场。在本文中,我们结合了两种不同的表示,并从互补的角度提出了一种新颖的360 {\ deg}语义分割解决方案。我们的网络包括三个模块:特征提取模块,一个双向压缩模块和一个集合解码模块。首先,我们从Panorama提取多尺度功能。然后,设计一个双向压缩模块,将特征压缩为两个互补的低维表示,这些表示提供了内容感知和失真。此外,为了促进双向特征的融合,我们在合奏解码模块中设计了独特的自我蒸馏策略,以增强不同特征的相互作用并进一步提高性能。实验结果表明,我们的方法的表现优于最先进的解决方案,在定量评估上至少提高了10 \%的改进,同时显示出视觉外观上最佳性能。
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大型预训练的变压器是现代语义分割基准的顶部,但具有高计算成本和冗长的培训。为了提高这种约束,我们从综合知识蒸馏的角度来研究有效的语义分割,并考虑弥合多源知识提取和特定于变压器特定的斑块嵌入之间的差距。我们提出了基于变压器的知识蒸馏(TransKD)框架,该框架通过蒸馏出大型教师变压器的特征地图和补丁嵌入来学习紧凑的学生变形金刚,绕过长期的预训练过程并将FLOPS降低> 85.0%。具体而言,我们提出了两个基本和两个优化模块:(1)交叉选择性融合(CSF)可以通过通道注意和层次变压器内的特征图蒸馏之间的知识转移; (2)嵌入对齐(PEA)在斑块过程中执行尺寸转换,以促进贴片嵌入蒸馏; (3)全局本地上下文混合器(GL-MIXER)提取了代表性嵌入的全局和局部信息; (4)嵌入助手(EA)是一种嵌入方法,可以无缝地桥接老师和学生模型,并具有老师的渠道数量。关于CityScapes,ACDC和NYUV2数据集的实验表明,TransKD的表现优于最先进的蒸馏框架,并竞争了耗时的预训练方法。代码可在https://github.com/ruipingl/transkd上找到。
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编码器 - 解码器模型已广泛用于RGBD语义分割,并且大多数通过双流网络设计。通常,共同推理RGBD的颜色和几何信息是有益的对语义分割。然而,大多数现有方法都无法全面地利用编码器和解码器中的多模式信息。在本文中,我们提出了一种用于RGBD语义细分的新型关注的双重监督解码器。在编码器中,我们设计一个简单但有效的关注的多模式融合模块,以提取和保险丝深度多级成对的互补信息。要了解更强大的深度表示和丰富的多模态信息,我们介绍了一个双分支解码器,以有效利用不同任务的相关性和互补线。在Nyudv2和Sun-RGBD数据集上的广泛实验表明,我们的方法达到了最先进的方法的卓越性能。
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现有的全景深度估计方法基于卷积神经网络(CNN)的重点是消除全景畸变,由于CNN中的固定接受场而无法有效地感知全景结构。本文提出了全景变压器(名为PanoFormer),以估计全景图像中的深度,并带有球形域,可学习的令牌流和全景特定指标的切线斑块。特别是,我们将球形切线结构域上的斑块划分为令牌,以减少全景畸变的负面影响。由于几何结构对于深度估计是必不可少的,因此自我发项式模块通过额外的可学习令牌流重新设计。此外,考虑到球形域的特征,我们提出了两个全景特异性指标,以全面评估全景深度估计模型的性能。广泛的实验表明,我们的方法显着优于最先进的方法(SOTA)方法。此外,可以有效地扩展提出的方法以求解语义全景分割,这是类似的Pixel2像素任务。代码将可用。
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对于单眼360图像,深度估计是一个具有挑战性的,因为失真沿纬度增加。为了感知失真,现有方法致力于设计深层且复杂的网络体系结构。在本文中,我们提供了一种新的观点,该视角为360图像构建了可解释且稀疏的表示形式。考虑到几何结构在深度估计中的重要性,我们利用Contourlet变换来捕获光谱域中的显式几何提示,并将其与空间域中的隐含提示集成在一起。具体而言,我们提出了一个由卷积神经网络和Contourlet变换分支组成的神经轮廓网络。在编码器阶段,我们设计了一个空间光谱融合模块,以有效融合两种类型的提示。与编码器相反,我们采用了逆向方形变换,并通过学习的低通子带和带通道的定向子带来构成解码器中的深度。在三个流行的全景图像数据集上进行的实验表明,所提出的方法的表现优于最先进的方案,其收敛速度更快。代码可在https://github.com/zhijieshen-bjtu/neural-contourlet-network-for-mode上找到。
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在线知识蒸馏会在所有学生模型之间进行知识转移,以减轻对预培训模型的依赖。但是,现有的在线方法在很大程度上依赖于预测分布并忽略了代表性知识的进一步探索。在本文中,我们提出了一种用于在线知识蒸馏的新颖的多尺度功能提取和融合方法(MFEF),其中包括三个关键组成部分:多尺度功能提取,双重注意和功能融合,以生成更有信息的特征图,以用于蒸馏。提出了在通道维度中的多尺度提取利用分界线和catenate,以提高特征图的多尺度表示能力。为了获得更准确的信息,我们设计了双重注意,以适应重要的渠道和空间区域。此外,我们通过功能融合来汇总并融合了以前的处理功能地图,以帮助培训学生模型。关于CIF AR-10,CIF AR-100和Cinic-10的广泛实验表明,MFEF转移了更有益的代表性知识,以蒸馏和胜过各种网络体系结构之间的替代方法
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语义分割是将类标签分配给图像中每个像素的问题,并且是自动车辆视觉堆栈的重要组成部分,可促进场景的理解和对象检测。但是,许多表现最高的语义分割模型非常复杂且笨拙,因此不适合在计算资源有限且低延迟操作的板载自动驾驶汽车平台上部署。在这项调查中,我们彻底研究了旨在通过更紧凑,更有效的模型来解决这种未对准的作品,该模型能够在低内存嵌入式系统上部署,同时满足实时推理的限制。我们讨论了该领域中最杰出的作品,根据其主要贡献将它们置于分类法中,最后我们评估了在一致的硬件和软件设置下,所讨论模型的推理速度,这些模型代表了具有高端的典型研究环境GPU和使用低内存嵌入式GPU硬件的现实部署方案。我们的实验结果表明,许多作品能够在资源受限的硬件上实时性能,同时说明延迟和准确性之间的一致权衡。
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单眼深度估计和语义分割是场景理解的两个基本目标。由于任务交互的优点,许多作品研究了联合任务学习算法。但是,大多数现有方法都无法充分利用语义标签,忽略提供的上下文结构,并且仅使用它们来监督分段拆分的预测,这限制了两个任务的性能。在本文中,我们提出了一个网络注入了上下文信息(CI-Net)来解决问题。具体而言,我们在编码器中引入自我关注块以产生注意图。通过由语义标签创建的理想注意图的监督,网络嵌入了上下文信息,使得它可以更好地理解场景并利用相关特征来进行准确的预测。此外,构造了一个特征共享模块,以使任务特征深入融合,并且设计了一致性损耗,以使特征相互引导。我们在NYU-Deaft-V2和Sun-RGBD数据集上评估所提出的CI-Net。实验结果验证了我们所提出的CI-Net可以有效提高语义分割和深度估计的准确性。
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深度估计是近年来全景图像3D重建的关键步骤。 Panorama图像保持完整的空间信息,但与互联的投影引入失真。在本文中,我们提出了一种基于自适应组合扩张的卷积的ACDNet,以预测单眼地全景图像的密集深度图。具体地,我们将卷积核与不同的扩张相结合,以延长昼夜投影中的接收领域。同时,我们介绍了一个自适应渠道 - 明智的融合模块,总结了特征图,并在频道的接收领域中获得不同的关注区域。由于利用通道的注意力构建自适应通道 - 明智融合模块,网络可以有效地捕获和利用跨通道上下文信息。最后,我们对三个数据集(虚拟和现实世界)进行深度估计实验,实验结果表明,我们所提出的ACDNET基本上优于当前的最先进(SOTA)方法。我们的代码和模型参数在https://github.com/zcq15/acdnet中访问。
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准确的语义分割模型通常需要大量的计算资源,从而抑制其在实际应用中的使用。最近的作品依靠精心制作的轻质模型来快速推断。但是,这些模型不能灵活地适应不同的准确性和效率要求。在本文中,我们提出了一种简单但有效的微小语义细分(SLIMSEG)方法,该方法可以在推理期间以不同的能力执行,具体取决于所需的准确性效率 - 折衷。更具体地说,我们在训练过程中采用逐步向下知识蒸馏采用参数化通道。观察到每个子模型的分割结果之间的差异主要在语义边界附近,我们引入了额外的边界指导语义分割损失,以进一步提高每个子模型的性能。我们表明,我们提出的具有各种主流网络的Slimseg可以产生灵活的模型,从而使计算成本的动态调整和比独立模型更好。关于语义分割基准,城市景观和Camvid的广泛实验证明了我们框架的概括能力。
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语义分割是自主车辆了解周围场景的关键技术。当代模型的吸引力表现通常以牺牲重计算和冗长的推理时间为代价,这对于自行车来说是无法忍受的。在低分辨率图像上使用轻量级架构(编码器 - 解码器或双路)或推理,最近的方法实现了非常快的场景解析,即使在单个1080TI GPU上以100多件FPS运行。然而,这些实时方法与基于扩张骨架的模型之间的性能仍有显着差距。为了解决这个问题,我们提出了一家专门为实时语义细分设计的高效底座。所提出的深层双分辨率网络(DDRNET)由两个深部分支组成,之间进行多个双边融合。此外,我们设计了一个名为Deep聚合金字塔池(DAPPM)的新上下文信息提取器,以基于低分辨率特征映射放大有效的接收字段和熔丝多尺度上下文。我们的方法在城市景观和Camvid数据集上的准确性和速度之间实现了新的最先进的权衡。特别是,在单一的2080Ti GPU上,DDRNET-23-Slim在Camvid测试组上的Citycapes试验组102 FPS上的102 FPS,74.7%Miou。通过广泛使用的测试增强,我们的方法优于最先进的模型,需要计算得多。 CODES和培训的型号在线提供。
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尽管在半监督语义细分领域的进度程度不同,但其最近的大部分成功都涉及笨拙的模型,并且尚未探索轻量级解决方案。我们发现,现有的知识蒸馏技术更多地关注标签数据中的像素级概念,该数据未能在未标记的数据中考虑更有用的线索。因此,我们提供了首次尝试通过新颖的多晶蒸馏(MGD)方案提供轻量级SSS模型,其中从三个方面捕获了多个跨性别:i)互补的教师结构; ii)标记为未标记的数据合作蒸馏; iii)分层和多层次损失设置。具体而言,MGD被配制为标记的未标记数据合作蒸馏方案,该方案有助于充分利用在半监督环境中必不可少的不同数据特征。图像水平的语义敏感损失,区域级别的内容感知损失和像素级的一致性损失是通过结构互补的教师来丰富层次蒸馏抽象的。 Pascal VOC2012和CityScapes的实验结果表明,在不同的分区协议下,MGD可以超越竞争方法。例如,在1/16的CityScapes分区协议下,RESNET-18和MOBILENET-V2主链的性能分别增长了11.5%和4.6%。尽管模型骨干的拖曳量被3.4-5.3倍(RESNET-18)和38.7-59.6X(MobileNetV2)压缩,但该模型旨在实现令人满意的分割结果。
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在本文中,我们专注于探索有效的方法,以更快,准确和域的不可知性语义分割。受到相邻视频帧之间运动对齐的光流的启发,我们提出了一个流对齐模块(FAM),以了解相邻级别的特征映射之间的\ textit {语义流},并将高级特征广播到高分辨率特征有效地,有效地有效。 。此外,将我们的FAM与共同特征的金字塔结构集成在一起,甚至在轻量重量骨干网络(例如Resnet-18和DFNET)上也表现出优于其他实时方法的性能。然后,为了进一步加快推理过程,我们还提出了一个新型的封闭式双流对齐模块,以直接对齐高分辨率特征图和低分辨率特征图,在该图中我们将改进版本网络称为SFNET-LITE。广泛的实验是在几个具有挑战性的数据集上进行的,结果显示了SFNET和SFNET-LITE的有效性。特别是,建议的SFNET-LITE系列在使用RESNET-18主链和78.8 MIOU以120 fps运行的情况下,使用RTX-3090上的STDC主链在120 fps运行时,在60 fps运行时达到80.1 miou。此外,我们将四个具有挑战性的驾驶数据集(即CityScapes,Mapillary,IDD和BDD)统一到一个大数据集中,我们将其命名为Unified Drive细分(UDS)数据集。它包含不同的域和样式信息。我们基准了UDS上的几项代表性作品。 SFNET和SFNET-LITE仍然可以在UDS上取得最佳的速度和准确性权衡,这在如此新的挑战性环境中是强大的基准。所有代码和模型均可在https://github.com/lxtgh/sfsegnets上公开获得。
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随着移动设备的快速开发,现代使用的手机通常允许用户捕获4K分辨率(即超高定义)图像。然而,对于图像进行示范,在低级视觉中,一项艰巨的任务,现有作品通常是在低分辨率或合成图像上进行的。因此,这些方法对4K分辨率图像的有效性仍然未知。在本文中,我们探索了Moire模式的删除,以进行超高定义图像。为此,我们提出了第一个超高定义的演示数据集(UHDM),其中包含5,000个现实世界4K分辨率图像对,并对当前最新方法进行基准研究。此外,我们提出了一个有效的基线模型ESDNET来解决4K Moire图像,其中我们构建了一个语义对准的比例感知模块来解决Moire模式的尺度变化。广泛的实验表明了我们的方法的有效性,这可以超过最轻巧的优于最先进的方法。代码和数据集可在https://xinyu-andy.github.io/uhdm-page上找到。
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人解析的目的是将图像中的人分配给组成部分。该任务涉及根据类别标记人类图像的每个像素。由于人体包括分层结构部分,因此图像的每个主体部分可以具有其唯一位置分布特性。可能,人头不太可能在脚下,手臂更有可能靠近躯干。灵感来自该观察,我们通过在水平和垂直方向上累积原始人的解析标签来制作实例类分布,其可以用作监控信号。使用这些水平和垂直类分布标签,网络被引导以利用每个类的内在位置分布。我们结合了两个引导特征来形成空间引导图,然后通过乘法和连接来叠加在基线网络上以确切地区分人部位。我们进行了广泛的实验,以证明我们在三个着名的基准测试中的方法的有效性和优越性:唇,ATR和CIHP数据库。
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从医用试剂染色图像中分割牙齿斑块为诊断和确定随访治疗计划提供了宝贵的信息。但是,准确的牙菌斑分割是一项具有挑战性的任务,需要识别牙齿和牙齿斑块受到语义腔区域的影响(即,在牙齿和牙齿斑块之间的边界区域中存在困惑的边界)以及实例形状的复杂变化,这些变化均未完全解决。现有方法。因此,我们提出了一个语义分解网络(SDNET),该网络介绍了两个单任务分支,以分别解决牙齿和牙齿斑块的分割,并设计了其他约束,以学习每个分支的特定类别特征,从而促进语义分解并改善该类别的特征牙齿分割的性能。具体而言,SDNET以分裂方式学习了两个单独的分割分支和牙齿的牙齿,以解除它们之间的纠缠关系。指定类别的每个分支都倾向于产生准确的分割。为了帮助这两个分支更好地关注特定类别的特征,进一步提出了两个约束模块:1)通过最大化不同类别表示之间的距离来学习判别特征表示,以了解判别特征表示形式,以减少减少负面影响关于特征提取的语义腔区域; 2)结构约束模块(SCM)通过监督边界感知的几何约束提供完整的结构信息,以提供各种形状的牙菌斑。此外,我们构建了一个大规模的开源染色牙菌斑分割数据集(SDPSEG),该数据集为牙齿和牙齿提供高质量的注释。 SDPSEG数据集的实验结果显示SDNET达到了最新的性能。
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在本文中,我们提出了一个全面的点云语义分割网络,该网络汇总了本地和全球多尺度信息。首先,我们提出一个角度相关点卷积(ACPCONV)模块,以有效地了解点的局部形状。其次,基于ACPCONV,我们引入了局部多规模拆分(MSS)块,该块从一个单个块中连接到一个单个块中的特征,并逐渐扩大了接受场,这对利用本地上下文是有益的。第三,受HRNET的启发,在2D图像视觉任务上具有出色的性能,我们构建了一个针对Point Cloud的HRNET,以学习全局多尺度上下文。最后,我们介绍了一种融合多分辨率预测并进一步改善点云语义分割性能的点上的注意融合方法。我们在几个基准数据集上的实验结果和消融表明,与现有方法相比,我们提出的方法有效,能够实现最先进的性能。
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Feedforward fully convolutional neural networks currently dominate in semantic segmentation of 3D point clouds. Despite their great success, they suffer from the loss of local information at low-level layers, posing significant challenges to accurate scene segmentation and precise object boundary delineation. Prior works either address this issue by post-processing or jointly learn object boundaries to implicitly improve feature encoding of the networks. These approaches often require additional modules which are difficult to integrate into the original architecture. To improve the segmentation near object boundaries, we propose a boundary-aware feature propagation mechanism. This mechanism is achieved by exploiting a multi-task learning framework that aims to explicitly guide the boundaries to their original locations. With one shared encoder, our network outputs (i) boundary localization, (ii) prediction of directions pointing to the object's interior, and (iii) semantic segmentation, in three parallel streams. The predicted boundaries and directions are fused to propagate the learned features to refine the segmentation. We conduct extensive experiments on the S3DIS and SensatUrban datasets against various baseline methods, demonstrating that our proposed approach yields consistent improvements by reducing boundary errors. Our code is available at https://github.com/shenglandu/PushBoundary.
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卷积神经网络(CNN)不仅被广泛普及,而且在包括图像分类,恢复和生成在内的许多应用中都取得了明显的结果。尽管卷积的重量共享特性使它们在各种任务中被广泛采用,但其内容不足的特征也可以视为主要缺点。为了解决这个问题,在本文中,我们提出了一个新型操作,称为Pixel自适应核(PAKA)。 Paka通过从可学习的功能中乘以空间变化的注意力来提供对滤波器重量的方向性。所提出的方法会沿通道和空间方向分别渗入像素自适应的注意图,以使用较少的参数来解决分解模型。我们的方法可以以端到端的方式训练,并且适用于任何基于CNN的模型。此外,我们建议使用PAKA改进的信息聚合模块,称为层次PAKA模块(HPM)。与常规信息聚合模块相比,我们通过在语义细分方面提出最先进的性能来证明HPM的优势。我们通过其他消融研究来验证提出的方法,并可视化PAKA的效果,从而为卷积的权重提供了方向性。我们还通过将其应用于多模式任务,尤其是颜色引导的深度图超分辨率来显示该方法的普遍性。
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随着相机和激光雷达传感器捕获用于自主驾驶的互补信息,已经做出了巨大的努力,通过多模式数据融合来开发语义分割算法。但是,基于融合的方法需要配对的数据,即具有严格的点对像素映射的激光点云和相机图像,因为培训和推理的输入都严重阻碍了在实际情况下的应用。因此,在这项工作中,我们建议通过充分利用具有丰富外观的2D图像来提高对点云上的代表性学习的2D先验辅助语义分割(2DPass),以增强对点云的表示。实际上,通过利用辅助模态融合和多尺度融合到单个知识蒸馏(MSFSKD),2DAPS从多模式数据中获取更丰富的语义和结构信息,然后在线蒸馏到纯3D网络。结果,配备了2DAPS,我们的基线仅使用点云输入显示出显着的改进。具体而言,它在两个大规模的基准(即Semantickitti和Nuscenes)上实现了最先进的方法,其中包括TOP-1的semantickitti的单扫描和多次扫描竞赛。
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