读论文:Fine-grained Image Classification via Combining Vision and Language

本文介绍了一种名为CVL的双流模型,结合视觉和语言信息进行细粒度图像分类。通过深度卷积神经网络的视觉流学习图像的深度表示,利用自然语言描述的语言流捕获关键特征。两个流的互补性提高了分类精度,对象定位和深度结构化联合嵌入是模型的关键组成部分。在CUB200-2011数据集上的实验表明,该方法取得了85.55%的正确率。

读论文:Fine-grained Image Classification via Combining Vision and Language

一、概述

大多数现有的细粒度图像分类方法都通过学习目标局部信息来实现更好的分类精度。但是存在两局限性。1.并不是所有的局部信息对于模型的学习都是有益处且必不可少的。2.细粒度图像分类需要的更详细的视觉描述,不能由局部位置或属性注释提供。针对以上两点局限,本文提出结合视觉和语言(CVL)的双流模型来学习潜在的语义表示。视觉流通过深度卷积神经网络从原始视觉信息中学习深度表示。语言流利用自然语言描述,可以指出每个图像的区别部分特征。由于两个流模型之间是互补的关系,因此将两个流合并可以进一步实现更好的分类精度。(我的理解是语言流提取的特征中含有视觉流中所没有的但又对于细粒度图像分类而言是较为关键的特征,同样,视觉流中提取的特征也包含语言流中所没有的,将这两个特征合并便是将更精确的特征表示进行了融合,即对这个图像更精确的特征表达)

二、本文贡献

1.本文提出了CVL方法,该方法将视觉和语言联合建模以学习图像的潜在的特征,经过训练,该方法的分类效果达到了85.55%的正确率。
2.通过本文结合语言信息中的属性或相关特征,我们发现语言流的部分提取的特征对于细粒度分类具有很大的帮助,这为之后的细粒度领域的研究提供了更多的研究思路,同时其他的领域也可以沿着这种方向去思考探索。

三、网络结构

1.目标定位

由于对象对于细粒度图像分类至关重要,因此我们将原始图像及其对象位置作为双流模型的输入。本文使用了弱监督的方式来定位对象。应用了saliency extraction 和 co-segmentation的自动对象定位方法。

下图为本文的对象定位结果,其中红色的矩形方框是通过自动对象定位方法生成的,蓝色的矩形方框是真实的标签。
在这里插入图片描述

2.视觉流<

给定的参考引用中未提及“基于方面的细粒度图像和文本不匹配检测与纠正技术FineMatch”的相关内容,所以无法依据引用准确回答该问题。不过,一般来说,这类技术在细粒度图像和文本处理领域有着重要应用。细粒度图像分类本身就是对粗粒度大类别进行更细致子类划分的任务,难度较大,因为子类别间存在细微类间差异和较大类内差异 [^1]。 基于方面的细粒度图像和文本不匹配检测与纠正技术FineMatch可能会结合图像识别和自然语言处理的方法。在图像识别方面,可能会运用到细粒度图像识别的相关技术,如通过定位 - 分类子网络(包括使用检测或分割技术、利用深层过滤器、利用注意力机制等)、端到端特征编码(执行高阶特征交互、设计特别的损失函数等)以及借助外部信息(有噪声的Web数据、多模态数据等)来准确理解图像内容 [^2]。在文本处理方面,可能会涉及对文本语义、语法等方面的分析,以确定文本所表达的信息。然后通过对比图像和文本的信息,检测两者之间的不匹配之处,并尝试进行纠正。 ### 示例代码(伪代码示意) ```python # 模拟图像特征提取 def extract_image_features(image): # 这里可以是实际的图像特征提取算法 image_features = [] return image_features # 模拟文本特征提取 def extract_text_features(text): # 这里可以是实际的文本特征提取算法 text_features = [] return text_features # 模拟不匹配检测 def detect_mismatch(image_features, text_features): # 对比图像和文本特征,检测不匹配 mismatch = False # 具体的对比逻辑 return mismatch # 模拟不匹配纠正 def correct_mismatch(image_features, text_features): # 根据不匹配情况进行纠正 corrected_text = "" return corrected_text # 主函数 def FineMatch(image, text): image_features = extract_image_features(image) text_features = extract_text_features(text) mismatch = detect_mismatch(image_features, text_features) if mismatch: corrected_text = correct_mismatch(image_features, text_features) return corrected_text return text ```
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