《TDNet:Temporally Distributed Networks for Fast Video Semantic Segmentation》论文笔记

本文主要是介绍《TDNet:Temporally Distributed Networks for Fast Video Semantic Segmentation》论文笔记,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

代码地址:TDNet

1. 概述

导读:这篇文章提出了一个基于时序分布网络的视频语义分割算法TDNet(Temporally Distributed Network),它的设计思想来自于这么一个观察:较深的网络输出的特征是可以由一系列的浅层网络输出的特征进行组合得到。而在视频分割任务中视频是具有时序属性的,而且视频分割也是有时序属性的,因而就可以在一定的时序范围内使用浅层的网络进行特征抽取,之后在经过组合可以达到深层网络输出特征的效果。这样的思路迁移也是相当简单的,那么怎么来实现文章中说的将多个浅层特征进行组合呢?文章对此的解决办法是使用一个新的APM(attention propagation module)来实现,减少分割目标移动对分割性能的影响。此外,还引入了知识蒸馏的概念,从使其可以在浅层网络输出特征与组合特征的两个层面进行知识迁移,从而提升学生网络的性能。文章的方法在Cityscapes/CamVid/NYUD-v2数据集上取得了不错的效果,不过说是视频分割怎么没有DAVIS呢-_-||?

这篇文章使用 N N N(每个子网络是原始网络尺寸的 1 N \frac{1}{N} N1)个子网络去构建文章提到的特征抽取网络组,之后再将这些子网络的结果进行组合得到最后用于分割的特征图,组合部分使用了文章提出的APM(attention propagatuion module)的方式进行,从而减少分割目标运动对分割带来的影响。在inference的时候由于利用了视频帧时序上的特点,因此当前帧只需要用子网络进行infer之后将这个特征与之前的 N − 1 N-1 N1个特征组合,之后进行分割,因而速度来所是很快的,就是需要消耗部分存储空间。其性能在Cityscapes数据集上与其它一些方法的比较见下图1所示:
在这里插入图片描述

2. 方法设计

2.1 原始网络拆分

现有的一些文献表明基于分组的卷积能在减少计算量的同时获取较好的性能,而传统分割网络中为了更好的性能会采用较深的特征抽取网络结构,这部分是相当耗时的。并且有相应的文章指出使用特征组合也能使用小网络获得大网络性能匹配的特征,因而文章将之前的大网络进行拆分,之后使用文章的APM模块进行融合,从而进一步减少计算量,则传统的特征抽取网络与文章提出的特征抽取网络其结构对比见下图所示:
在这里插入图片描述

2.2 子网络组成特征的融合

由于视频时序中存在目标的移动情况,这就会导致子网络处理的图片其中的目标像素是不能对齐的。虽然像光流这样的方式可以进行弥补,但是其计算开销较大/结果存在误差/具有限制等。文章对此是提出了一个基于non-local注意力机制的APM模块去解决对齐的问题,将APM集成到文章的网络中其结构见下图所示:
在这里插入图片描述
从上图中可以看出文章将网络划分为了两个阶段:编码阶段和分割阶段

  • 1)编码阶段:这里使用子网络进行特征抽取,得到特征图 X i ∈ R C ∗ H ∗ W X_i\in R^{C*H*W} XiRCHW,之后使用一个编码单元(使用 1 ∗ 1 1*1 11的卷积层)将这个特征图转换得到3个特征图: V i ∈ R C ∗ H ∗ W , Q i ∈ R C 8 ∗ H ∗ W , K i ∈ C 8 ∗ H ∗ W V_i\in R^{C*H*W},Q_i\in R^{\frac{C}{8}*H*W},K_i\in^{\frac{C}{8}*H*W} ViRCHW,QiR8CHW,Ki8CHW,前一个特征用于提供丰富的分割语义信息,后面的两个特征图用于时序对齐和注意力机制使用。
  • 2)分割阶段:这里前 m − 1 m-1 m1个子网络的特征进行attention操作,通过相邻帧之间attention传导的形式优化特征图,之后在当前帧使用分割层分割得到最后的结果。

在文章中所使用的子网络数目为 m = 4 m=4 m=4,因而这里使用空间时序注意力机制将当前帧与前面的 m − 1 m-1 m1帧数据建立空间关系,因而当前帧与之前帧之间的相关性可以描述为:

这篇关于《TDNet:Temporally Distributed Networks for Fast Video Semantic Segmentation》论文笔记的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/242834

相关文章

AI hospital 论文Idea

一、Benchmarking Large Language Models on Communicative Medical Coaching: A Dataset and a Novel System论文地址含代码 大多数现有模型和工具主要迎合以患者为中心的服务。这项工作深入探讨了LLMs在提高医疗专业人员的沟通能力。目标是构建一个模拟实践环境,人类医生(即医学学习者)可以在其中与患者代理进行医学

【学习笔记】 陈强-机器学习-Python-Ch15 人工神经网络(1)sklearn

系列文章目录 监督学习:参数方法 【学习笔记】 陈强-机器学习-Python-Ch4 线性回归 【学习笔记】 陈强-机器学习-Python-Ch5 逻辑回归 【课后题练习】 陈强-机器学习-Python-Ch5 逻辑回归(SAheart.csv) 【学习笔记】 陈强-机器学习-Python-Ch6 多项逻辑回归 【学习笔记 及 课后题练习】 陈强-机器学习-Python-Ch7 判别分析 【学

系统架构师考试学习笔记第三篇——架构设计高级知识(20)通信系统架构设计理论与实践

本章知识考点:         第20课时主要学习通信系统架构设计的理论和工作中的实践。根据新版考试大纲,本课时知识点会涉及案例分析题(25分),而在历年考试中,案例题对该部分内容的考查并不多,虽在综合知识选择题目中经常考查,但分值也不高。本课时内容侧重于对知识点的记忆和理解,按照以往的出题规律,通信系统架构设计基础知识点多来源于教材内的基础网络设备、网络架构和教材外最新时事热点技术。本课时知识

论文翻译:arxiv-2024 Benchmark Data Contamination of Large Language Models: A Survey

Benchmark Data Contamination of Large Language Models: A Survey https://arxiv.org/abs/2406.04244 大规模语言模型的基准数据污染:一项综述 文章目录 大规模语言模型的基准数据污染:一项综述摘要1 引言 摘要 大规模语言模型(LLMs),如GPT-4、Claude-3和Gemini的快

论文阅读笔记: Segment Anything

文章目录 Segment Anything摘要引言任务模型数据引擎数据集负责任的人工智能 Segment Anything Model图像编码器提示编码器mask解码器解决歧义损失和训练 Segment Anything 论文地址: https://arxiv.org/abs/2304.02643 代码地址:https://github.com/facebookresear

数学建模笔记—— 非线性规划

数学建模笔记—— 非线性规划 非线性规划1. 模型原理1.1 非线性规划的标准型1.2 非线性规划求解的Matlab函数 2. 典型例题3. matlab代码求解3.1 例1 一个简单示例3.2 例2 选址问题1. 第一问 线性规划2. 第二问 非线性规划 非线性规划 非线性规划是一种求解目标函数或约束条件中有一个或几个非线性函数的最优化问题的方法。运筹学的一个重要分支。2

【C++学习笔记 20】C++中的智能指针

智能指针的功能 在上一篇笔记提到了在栈和堆上创建变量的区别,使用new关键字创建变量时,需要搭配delete关键字销毁变量。而智能指针的作用就是调用new分配内存时,不必自己去调用delete,甚至不用调用new。 智能指针实际上就是对原始指针的包装。 unique_ptr 最简单的智能指针,是一种作用域指针,意思是当指针超出该作用域时,会自动调用delete。它名为unique的原因是这个

查看提交历史 —— Git 学习笔记 11

查看提交历史 查看提交历史 不带任何选项的git log-p选项--stat 选项--pretty=oneline选项--pretty=format选项git log常用选项列表参考资料 在提交了若干更新,又或者克隆了某个项目之后,你也许想回顾下提交历史。 完成这个任务最简单而又有效的 工具是 git log 命令。 接下来的例子会用一个用于演示的 simplegit

记录每次更新到仓库 —— Git 学习笔记 10

记录每次更新到仓库 文章目录 文件的状态三个区域检查当前文件状态跟踪新文件取消跟踪(un-tracking)文件重新跟踪(re-tracking)文件暂存已修改文件忽略某些文件查看已暂存和未暂存的修改提交更新跳过暂存区删除文件移动文件参考资料 咱们接着很多天以前的 取得Git仓库 这篇文章继续说。 文件的状态 不管是通过哪种方法,现在我们已经有了一个仓库,并从这个仓

忽略某些文件 —— Git 学习笔记 05

忽略某些文件 忽略某些文件 通过.gitignore文件其他规则源如何选择规则源参考资料 对于某些文件,我们不希望把它们纳入 Git 的管理,也不希望它们总出现在未跟踪文件列表。通常它们都是些自动生成的文件,比如日志文件、编译过程中创建的临时文件等。 通过.gitignore文件 假设我们要忽略 lib.a 文件,那我们可以在 lib.a 所在目录下创建一个名为 .gi