Open World Object Detection (OWOD) is a new and challenging computer vision task that bridges the gap between classic object detection (OD) benchmarks and object detection in the real world. In addition to detecting and classifying seen/labeled objects, OWOD algorithms are expected to detect novel/unknown objects - which can be classified and incrementally learned. In standard OD, object proposals not overlapping with a labeled object are automatically classified as background. Therefore, simply applying OD methods to OWOD fails as unknown objects would be predicted as background. The challenge of detecting unknown objects stems from the lack of supervision in distinguishing unknown objects and background object proposals. Previous OWOD methods have attempted to overcome this issue by generating supervision using pseudo-labeling - however, unknown object detection has remained low. Probabilistic/generative models may provide a solution for this challenge. Herein, we introduce a novel probabilistic framework for objectness estimation, where we alternate between probability distribution estimation and objectness likelihood maximization of known objects in the embedded feature space - ultimately allowing us to estimate the objectness probability of different proposals. The resulting Probabilistic Objectness transformer-based open-world detector, PROB, integrates our framework into traditional object detection models, adapting them for the open-world setting. Comprehensive experiments on OWOD benchmarks show that PROB outperforms all existing OWOD methods in both unknown object detection ($\sim 2\times$ unknown recall) and known object detection ($\sim 10\%$ mAP). Our code will be made available upon publication at https://github.com/orrzohar/PROB.

开放世界对象检测（OWOD）是一个具有挑战性的计算机视觉问题，其中任务是检测一组已知的对象类别，同时识别未知对象。此外，该模型必须逐步学习在下一个培训集中所知的新类。不同于标准对象检测，OWOD设置会对在潜在的未知物体上生成质量候选建议的质量挑战，将未知物体与背景中的未知物体分开并检测不同的未知物体。在这里，我们介绍了一种新的基于端到端的变换器的框架OW-DETR，用于开放世界对象检测。建议的OW-DETR包括三个专用组成部分，即注意力驱动的伪标签，新颖性分类和对象评分，以明确地解决上述OWOD挑战。我们的OW-DETR明确地编码了多尺度上下文信息，具有较少的归纳偏差，使得从已知类传输到未知类，并且可以更好地区分未知对象和背景之间。综合实验是对两个基准进行的：MS-Coco和Pascal VOC。广泛的消融揭示了我们拟议的贡献的优点。此外，我们的模型优于最近引入的OWOD方法矿石，绝对增益在MS-Coco基准测试中的未知召回方面的1.8％至3.3％。在增量对象检测的情况下，OW-DETR以Pascal VOC基准上的所有设置优于最先进的。我们的代码和模型将公开发布。

Open world object detection aims at detecting objects that are absent in the object classes of the training data as unknown objects without explicit supervision. Furthermore, the exact classes of the unknown objects must be identified without catastrophic forgetting of the previous known classes when the corresponding annotations of unknown objects are given incrementally. In this paper, we propose a two-stage training approach named Open World DETR for open world object detection based on Deformable DETR. In the first stage, we pre-train a model on the current annotated data to detect objects from the current known classes, and concurrently train an additional binary classifier to classify predictions into foreground or background classes. This helps the model to build an unbiased feature representations that can facilitate the detection of unknown classes in subsequent process. In the second stage, we fine-tune the class-specific components of the model with a multi-view self-labeling strategy and a consistency constraint. Furthermore, we alleviate catastrophic forgetting when the annotations of the unknown classes becomes available incrementally by using knowledge distillation and exemplar replay. Experimental results on PASCAL VOC and MS-COCO show that our proposed method outperforms other state-of-the-art open world object detection methods by a large margin.

开放世界对象检测（OWOD）是一个具有挑战性的计算机视觉问题，需要检测未知对象并逐渐学习已确定的未知类别。但是，它不能将未知实例区分为多个未知类。在这项工作中，我们提出了一个新颖的OWOD问题，称为未知分类的开放世界对象检测（UC-OWOD）。 UC-OWOD旨在检测未知实例并将其分类为不同的未知类别。此外，我们制定问题并设计一个两阶段的对象检测器来解决UC-OWOD。首先，使用未知的标签意见建议和未知歧视性分类头用于检测已知和未知对象。然后，构建基于相似性的未知分类和未知聚类改进模块，以区分多个未知类别。此外，设计了两个新颖的评估方案，以评估未知类别的检测。丰富的实验和可视化证明了该方法的有效性。代码可在https://github.com/johnwuzh/uc-owod上找到。

什么构成一个物体？这是计算机愿景中的长期问题。为了实现这一目标，已经开发了许多基于学习的基于学习的方法来得分对象。但是，它们通常不会划过新域和未经看不见的对象。在本文中，我们倡导现有方法缺乏由人类可理解的语义管理的自上而下的监督信号。为了弥合这一差距，我们探索了已经用对齐的图像文本对培训的多模态视觉变压器（MVIT）。我们对各个域和新型对象的广泛实验显示了MVITS的最先进的性能，以使图像中的通用对象本地化。基于这些发现，我们使用多尺度特征处理和可变形的自我关注来开发一种高效且灵活的MVIT架构，可以自适应地生成给定特定语言查询的提议。我们展示了MVIT提案在各种应用中的重要性，包括开放世界对象检测，突出和伪装对象检测，监督和自我监督的检测任务。此外，MVITS提供了具有可理解文本查询的增强的交互性。代码：https://git.io/j1hpy。

由于新型神经网络体系结构的设计和大规模数据集的可用性，对象检测方法在过去几年中取得了令人印象深刻的改进。但是，当前的方法有一个重要的限制：他们只能检测到在训练时间内观察到的类，这只是检测器在现实世界中可能遇到的所有类的子集。此外，在训练时间通常不考虑未知类别的存在，从而导致方法甚至无法检测到图像中存在未知对象。在这项工作中，我们解决了检测未知对象的问题，称为开放集对象检测。我们提出了一种名为Unkad的新颖培训策略，能够预测未知的对象，而无需对其进行任何注释，利用训练图像背景中已经存在的非注释对象。特别是，unkad首先利用更快的R-CNN的四步训练策略，识别和伪标签未知对象，然后使用伪通量来训练其他未知类。尽管UNKAD可以直接检测未知的对象，但我们将其与以前未知的检测技术相结合，表明它不成本就可以提高其性能。

在真实世界的环境中，可以通过对象检测器连续遇到来自新类的对象实例。当现有的对象探测器应用于这种情况时，它们在旧课程上的性能显着恶化。据报道，一些努力解决了这个限制，所有这些限制适用于知识蒸馏的变体，以避免灾难性的遗忘。我们注意到虽然蒸馏有助于保留以前的学习，但它阻碍了对新任务的快速适应性，这是增量学习的关键要求。在这种追求中，我们提出了一种学习方法，可以学习重塑模型梯度，使得跨增量任务的信息是最佳的共享。这可通过META学习梯度预处理来确保无缝信息传输，可最大限度地减少遗忘并最大化知识传输。与现有的元学习方法相比，我们的方法是任务不可知，允许将新类的增量添加到对象检测的高容量模型中。我们在Pascal-VOC和MS Coco Datasets上定义的各种增量学习设置中评估了我们的方法，我们的方法对最先进的方法进行了好评。

最近对物体检测的自我监督预防方法在很大程度上专注于预先绘制物体探测器的骨干，忽略了检测架构的关键部分。相反，我们介绍了DetReg，这是一种新的自我监督方法，用于预先列出整个对象检测网络，包括对象本地化和嵌入组件。在预先绘制期间，DetReg预测对象本地化以与无监督区域提议生成器匹配本地化，并同时将相应的特征嵌入与自我监控图像编码器的嵌入式对齐。我们使用DETR系列探测器实施DetReg，并显示它在Coco，Pascal VOC和空中客车船基准上的Fineetuned时改善了竞争性基线。在低数据制度中，包括半监督和几秒钟学习设置，DetReg建立了许多最先进的结果，例如，在Coco上，我们看到10次检测和+3.5的AP改进A +6.0 AP改进当培训只有1％的标签时。对于代码和预用模型，请访问https://amirbar.net/detreg的项目页面

标记数据通常昂贵且耗时，特别是对于诸如对象检测和实例分割之类的任务，这需要对图像的密集标签进行密集的标签。虽然几张拍摄对象检测是关于培训小说中的模型（看不见的）对象类具有很少的数据，但它仍然需要在许多标记的基础（见）类的课程上进行训练。另一方面，自我监督的方法旨在从未标记数据学习的学习表示，该数据转移到诸如物体检测的下游任务。结合几次射击和自我监督的物体检测是一个有前途的研究方向。在本调查中，我们审查并表征了几次射击和自我监督对象检测的最新方法。然后，我们给我们的主要外卖，并讨论未来的研究方向。https://gabrielhuang.github.io/fsod-survey/的项目页面

Open-vocabulary object detection, which is concerned with the problem of detecting novel objects guided by natural language, has gained increasing attention from the community. Ideally, we would like to extend an open-vocabulary detector such that it can produce bounding box predictions based on user inputs in form of either natural language or exemplar image. This offers great flexibility and user experience for human-computer interaction. To this end, we propose a novel open-vocabulary detector based on DETR -- hence the name OV-DETR -- which, once trained, can detect any object given its class name or an exemplar image. The biggest challenge of turning DETR into an open-vocabulary detector is that it is impossible to calculate the classification cost matrix of novel classes without access to their labeled images. To overcome this challenge, we formulate the learning objective as a binary matching one between input queries (class name or exemplar image) and the corresponding objects, which learns useful correspondence to generalize to unseen queries during testing. For training, we choose to condition the Transformer decoder on the input embeddings obtained from a pre-trained vision-language model like CLIP, in order to enable matching for both text and image queries. With extensive experiments on LVIS and COCO datasets, we demonstrate that our OV-DETR -- the first end-to-end Transformer-based open-vocabulary detector -- achieves non-trivial improvements over current state of the arts.

即使在几个例子中，人类能够学会识别新物品。相比之下，培训基于深度学习的对象探测器需要大量的注释数据。为避免需求获取和注释这些大量数据，但很少拍摄的对象检测旨在从目标域中的新类别的少数对象实例中学习。在本调查中，我们在几次拍摄对象检测中概述了本领域的状态。我们根据培训方案和建筑布局分类方法。对于每种类型的方法，我们描述了一般的实现以及提高新型类别性能的概念。在适当的情况下，我们在这些概念上给出短暂的外卖，以突出最好的想法。最终，我们介绍了常用的数据集及其评估协议，并分析了报告的基准结果。因此，我们强调了评估中的共同挑战，并确定了这种新兴对象检测领域中最有前景的电流趋势。

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。

大多数情况下的对象识别已被接近作为一种热门问题，这些问题对待课程是离散和无关的。必须将每个图像区域分配给一组对象的一个​​成员，包括背景类，忽略对象类型中的任何相似之处。在这项工作中，我们比较了从一种热处理中学到的类嵌入式的错误统计数据，其中来自自然语言处理或知识图中广泛应用于开放世界对象检测的语义结构嵌入。在多个知识嵌入和距离指标上的广泛实验结果表明基于知识的类表示，与挑战COCO和CITYCAPES对象检测基准相比，与一个热方法相比，与一个热方法相比，在表现上进行了更多的语义接地错误分类。通过提出基于Keypoint的基于和基于变换器的对象检测架构的知识嵌入式设计，我们将研究结果概括为多个物体检测架构。

通过将元学习纳入基于区域的检测框架中，很少有射击对象检测经过广泛的研究。尽管取得了成功，但所述范式仍然受到几个因素的限制，例如（i）新型类别的低质量区域建议以及（ii）不同类别之间的类间相关性的过失。这种限制阻碍了基础知识的概括，以检测新型级别对象。在这项工作中，我们设计了元数据，（i）是第一个图像级的少量检测器，（ii）引入了一种新颖的类间相关元学习策略，以捕获和利用不同类别之间的相关性的相关性稳健而准确的几个射击对象检测。 meta-detr完全在图像级别工作，没有任何区域建议，这规避了普遍的几杆检测框架中不准确的建议的约束。此外，引入的相关元学习使元数据能够同时参加单个进料中的多个支持类别，从而可以捕获不同类别之间的类间相关性，从而大大降低了相似类别的错误分类并增强知识概括性参加新颖的课程。对多个射击对象检测基准进行的实验表明，所提出的元元删除优于大幅度的最先进方法。实施代码可在https://github.com/zhanggongjie/meta-detr上获得。

用于对象检测的注释边界框很昂贵，耗时且容易出错。在这项工作中，我们提出了一个基于DITR的框架，该框架旨在在部分注释的密集场景数据集中明确完成丢失的注释。这减少了注释场景中的每个对象实例，从而降低注释成本。完成DETR解码器中的对象查询，并使用图像中对象的补丁信息。结合匹配损失，它可以有效地找到与输入补丁相似的对象并完成丢失的注释。我们表明，我们的框架优于最先进的方法，例如软采样和公正的老师，同时可以与这些方法一起使用以进一步提高其性能。我们的框架对下游对象探测器的选择也不可知。我们显示了多个流行探测器的性能改进，例如在多个密集的场景数据集中更快的R-CNN，CASCADE R-CNN，CENTERNET2和可变形的DETR。

弱监督的对象检测（WSOD）是一项任务，可使用仅在图像级注释上训练的模型来检测图像中的对象。当前的最新模型受益于自我监督的实例级别的监督，但是由于弱监督不包括计数或位置信息，因此最常见的``Argmax''标签方法通常忽略了许多对象实例。为了减轻此问题，我们提出了一种新颖的多个实例标记方法，称为对象发现。我们进一步在弱监督下引入了新的对比损失，在该监督下，没有实例级信息可用于采样，称为弱监督对比损失（WSCL）。WSCL旨在通过利用一致的功能来嵌入同一类中的向量来构建对象发现的可靠相似性阈值。结果，我们在2014年和2017年MS-Coco以及Pascal VOC 2012上取得了新的最新结果，并在Pascal VOC 2007上取得了竞争成果。

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。

We tackle the problem of novel class discovery and localization (NCDL). In this setting, we assume a source dataset with supervision for only some object classes. Instances of other classes need to be discovered, classified, and localized automatically based on visual similarity without any human supervision. To tackle NCDL, we propose a two-stage object detection network Region-based NCDL (RNCDL) that uses a region proposal network to localize regions of interest (RoIs). We then train our network to learn to classify each RoI, either as one of the known classes, seen in the source dataset, or one of the novel classes, with a long-tail distribution constraint on the class assignments, reflecting the natural frequency of classes in the real world. By training our detection network with this objective in an end-to-end manner, it learns to classify all region proposals for a large variety of classes, including those not part of the labeled object class vocabulary. Our experiments conducted using COCO and LVIS datasets reveal that our method is significantly more effective than multi-stage pipelines that rely on traditional clustering algorithms. Furthermore, we demonstrate the generality of our approach by applying our method to a large-scale Visual Genome dataset, where our network successfully learns to detect various semantic classes without direct supervision.

The goal of this paper is to detect objects by exploiting their interrelationships. Rather than relying on predefined and labeled graph structures, we infer a graph prior from object co-occurrence statistics. The key idea of our paper is to model object relations as a function of initial class predictions and co-occurrence priors to generate a graph representation of an image for improved classification and bounding box regression. We additionally learn the object-relation joint distribution via energy based modeling. Sampling from this distribution generates a refined graph representation of the image which in turn produces improved detection performance. Experiments on the Visual Genome and MS-COCO datasets demonstrate our method is detector agnostic, end-to-end trainable, and especially beneficial for rare object classes. What is more, we establish a consistent improvement over object detectors like DETR and Faster-RCNN, as well as state-of-the-art methods modeling object interrelationships.

本文介绍了类增量语义分割（CISS）问题的固态基线。虽然最近的CISS算法利用了知识蒸馏（KD）技术的变体来解决问题，但他们未能充分解决CISS引起灾难性遗忘的关键挑战;背景类的语义漂移和多标签预测问题。为了更好地解决这些挑战，我们提出了一种新方法，被称为SSUL-M（具有内存的未知标签的语义分割），通过仔细组合为语义分割量身定制的技术。具体来说，我们要求三项主要贡献。 （1）在背景课程中定义未知的类，以帮助学习未来的课程（帮助可塑性），（2）冻结骨干网以及与二进制交叉熵丢失和伪标签的跨熵丢失的分类器，以克服灾难性的遗忘（帮助稳定）和（3）首次利用微小的示例存储器在CISS中提高可塑性和稳定性。广泛进行的实验表明了我们的方法的有效性，而不是标准基准数据集上最近的最新的基线的性能明显更好。此外，与彻底的消融分析有关我们对彻底消融分析的贡献，并与传统的类增量学习针对分类相比，讨论了CISS问题的不同自然。官方代码可在https://github.com/clovaai/ssul获得。