【图像分割模型】全局特征与局部特征的交响曲—ParseNet

结合局部与全局特征的点云语义分割卷积网络 本文提出了一种直接应用于非结构化三维点云的新型机载激光点云语义分割网络。该网络分别考虑了局部结构特征和全局上下文信息,并通过一组对比实验验证了其有效性。本文方法能根据点云的局部结构动态学习卷积权重,同时考虑点云的不平衡密度分布和所有点之间的空间关系。 阅读详情

这是专栏《图像分割模型》的第7篇文章。在这里,我们将共同探索解决分割问题的主流网络结构和设计思想。

尽管多尺度融合、空洞卷积都可以增加网络的感受野,但理论感受野与实际感受野仍然存在差异。那么如何真正利用图像的全局信息呢?ParseNet告诉你。

作者 | 孙叔桥

编辑 | 言有三

本期论文《ParseNet: Looking Wider to See Better》

 

1 理论感受野是真的吗?

相信通过前面几篇介绍上下文信息整合的文章,大家已经能够体会到感受野对于分割网络效果的影响有多么巨大了。简单来说,感受野越大,网络所能“看见”的区域就越大,从而能够用于分析的信息就更多。由此,分割的效果也很有可能更好。

基于这种考虑,许多算法尝试通过改变自身网络结构设计来增大网络的理论感受野,认为这样就能够为网络带来更多的信息。尽管理论感受野的增大的确能够增加网络所获取的上下文信息,但是,理论感受野难道真的就代表了算法实际看见的区域吗?

在实际应用中,许多方法的理论感受野是很大的。比如前面文章中介绍过的带VGG的FCN网络中的fc7层,其理论感受野为404x404像素。但是,实验却证明,其并没有办法看到这么大的区域。

比如,ParseNet的作者做了这样一个实验,即破坏图像中一个随机区域中的信息,以此来观察网络的输出结果是否依赖于这个区域。结果如下图所示:

 

从左到右分别为:图像、热度图、理论感受野和实际感受野。

由此可以看出,网络实际上能够覆盖的区域也就能达到整图的1/4左右,远远没有达到理论感受野的尺寸。那么究竟该如何利用全部的图像上下文信息呢?ParseNet提出了一种融合全局信息与局部信息的方法,下面来具体介绍一下。

 

2 全局特征的提取与融合

如下图所示,ParseNet通过全局池化提取图像的全局特征,并将其与局部特征融合起来。

 

这种融合在过程中需要考虑两个主要问题:融合的时机与尺度的归一化。

(1) 融合时机

直观上理解,全局特征与局部特征的融合可以发生在两个节点:分别是训练分类器之前(early fusion)和训练分类器之后(late fusion)。其中,前者是将两个特征融合后,作为一个整体共同送入分类网络,训练分类器;后者则是以两个特征为输入,分别训练其对应的分类器,最后再将分类的结果整合。

如果忽略结合特征后的训练过程,那么这两种融合的时机的鲜果是差不多的。但是,在某些情况下,只有全局特征辅助下的局部特征才能够判断出正确的分类结果;此时,如果两个特征分别训练再整合,那么这种情况下的分割损失是不可逆的,也就是说,这些情况下的分类将不正确。

当然,这两种方法在实际应用过程中是可以实现相似的结果的,但是late fusion需要进行归一化。

(2) 归一化

如下图所示,不同层之间的特征的尺度是不同的,而且这种不同可能很显著。(不同颜色代表不同层上的特征)

很显然,这些特征的尺度(scale)和范数(norm)是不同的。如果直接将这些特征级联起来会造成大特征控制小特征,使分割效果变差。尽管在训练过程中,网络的权重可能会对这种情况进行调整,但是这要求非常小心的调参和数据库选取。

 

因此,ParseNet利用了L2范数来归一化特征的融合过程。具体而言,给定d维输入x,算法通过计算其L2范数并在整个维度内实现归一化。

此外,如果只是单纯地对所有输入层进行归一化,不仅会减慢网络的训练速度,同时也会改变该层的尺度。因此,还需要对其增加一个尺度参数gamma,将归一化的结果进行尺度缩放(缩放结果为y)。

这一过程增加的参数量等于所有的通道数之和,因此在反向传播过程中是可以忽略的。具体的反向传播公式如下:

 

 

3 实验结果

下表是ParseNet在PASCAL VOC2012下的数据结果和与其他算法的比较:

 

其效果与DeepLab-LargeFOV相近。

下图是全局特征有助于分割结果的示例:

 

从左到右分别为:图像、真值、对比基准和ParseNet。

尽管总体而言,引入更多的上下文信息有助于分割。但是有时候,引入全局信息也可能给分类造成不好的影响,比如下图所示,从左到右分别是原图,真值,FCN以及ParseNet。

 

 

总结

本文我们了解了全局信息该如何使用、该注意什么问题。下篇文章我们来看看RefineNet中是如何用残差校正进一步提高分割效果的。今天的分享就是这样啦,下回见。

本专栏文章:

第一期:【图像分割模型】从FCN说起

第二期:【图像分割模型】编解码结构SegNet

第三期:【图像分割模型】感受野与分辨率的控制术—空洞卷积

第四期:【图像分割模型】快速道路场景分割—ENet

第五期:【图像分割模型】以RNN形式做CRF后处理—CRFasRNN

第六期:【图像分割模型】多感受野的金字塔结构—PSPNet

第七期:【图像分割模型】全局特征与局部特征的交响曲—ParseNet

第八期:【图像分割模型】多分辨率特征融合—RefineNet

第九期:【图像分割模型】用BRNN做分割—ReSeg

第十期:【图像分割模型】BRNN下的RGB-D分割—LSTM-CF

第十一期:【图像分割模型】实例分割模型—DeepMask

第十二期:【图像分割模型】全景分割是什么?

感谢各位看官的耐心阅读,不足之处希望多多指教。后续内容将会不定期奉上,欢迎大家关注有三公众号 有三AI!

 

ReID基础 | 全局特征和局部特征 ReID 阅读详情

相关推荐

行人重识别——全局特征和局部特征

全局特征 全局特征:每一张行人图片的全局信息进行一个特征抽取,这个特征没有任何的空间信息 局部特征 局部特征是对图像中的某一个区域进行特征提取,最后将多个局部特征融合起来作为最终特征。 常用的方式:切片、姿态、分割、网格 一些概念 水平切块 Gate Siamese AlignedReID PCB ICNN SCPNet 总结: 将图像进行水平方向的等分,每一个水平切块通过水平池化提取一个特征 Gate Siamese与AlignedReID通过设计规则融合所有的局部特征计算距离 P

s123l4的博客 6945

融合创新!全局特征+局部特征,性能优于Transformer

在图像处理领域,是一种常见且十分高效的策略,用于提高图像分析和识别任务的性能。全局特征反映了图像的整体属性,如颜色分布、形状轮廓等,它们通常对图像的尺度和旋转具有不变性。局部特征关注于图像中特定关键点或区域的特性,如角点或边缘,这些特征有助于识别图像中的特定对象和细节。这种融合策略综合利用了不同特征之间的优势互补,可以,是CV领域值得深入研究的重要方向。本次分享,有最新的也有经典的,可借鉴的方法和创新点我做了简单介绍,原文以及相应代码都整理了,方便同学们学习。论文原文以及开源代码需要的同学看文末。

学姐带你玩AI的博客 1万+

一种融合局部和全局空间相关性的交通预测混合模型

目前的预测方法大多侧重于学习局部空间相关性,而忽略了长距离交通流的空间相关性。在本文中,我们将改进的图卷积网络(GCN)与门控递归单元(GRU)相结合,提出了一种融合局部和全局空间相关(T-LGGCN)的交通预测混合模型 该模型由全局时空分量和局部时空分量两部分组成。对于全局时空分量,我们构造了全局相关矩阵(不管传感器的物理连通性如何,使用相关性方法分析任意两个传感器之间的相关性,构建全局相关矩阵)来改进GCN以获得全局空间相关性。然后堆叠GRU得到全局时空相关性。对于局部时空分量,利用完全连接层(FCL

stranger_Ss的博客 2078

局部特征融合为全局特征笔记

图像特征分为全局特征和局部特征两种,其中全局特征代表了图像的整体表现特性,比如颜色直方图,而局部特征代表了图像的局部特性,往往能够从一幅图片中提取出若干个数量不等的局部特征, 这些局部特征组合起来代表了整幅图像的特征分布。其中局部特征提取算法(比如SIFT)提取出来的局部特征称为描述子,比如SIFT描述子的维度为128,那么如果从一张图像中提取出m个描述子, 该幅图像的描述子矩阵为m*128。...

silence2015的专栏 1万+

点云显著性检测中的局部和全局特征融合

总结起来,点云显著性检测中的局部和全局特征融合是一种提高检测准确性的方法。通过计算每个点的局部特征和全局特征,并将它们进行融合,可以得到更综合的点云表示。在本文中,我们使用Python编程语言和Open3D库实现了一个简单的点云显著性检测算法,并提供了相应的源代码。在点云显著性检测任务中,我们的目标是识别出点云中最具显著性的区域。我们可以根据融合后的特征计算每个点的显著性得分,并根据得分设置一个阈值来确定显著性区域。在点云显著性检测中,局部特征可以通过计算每个点的局部几何属性来表示。

DevSavantX的博客 391

点云显著性检测:局部与全局特征融合

随着三维传感技术的发展,越来越多的应用需要对点云数据进行处理和分析,其中点云显著性检测作为重要的前处理步骤之一,对于目标检测、目标跟踪和三维重建等任务具有重要意义。本文将介绍一种通过融合局部和全局特征来进行点云显著性检测的方法,并提供相应的源代码。通过提取点云数据的局部和全局特征表示,并将它们进行融合,我们可以得到准确和鲁棒的点云显著性图。该方法首先通过局部特征提取网络提取点云数据的局部特征表示,然后通过全局特征提取网络提取点云数据的全局特征表示,最后将局部和全局特征进行融合得到最终的显著性图。

DevPhantom的博客 722

enet分割_【图像分割模型】全局特征与局部特征的交响曲—ParseNet

这是专栏《图像分割模型》的第7篇文章。在这里,我们将共同探索解决分割问题的主流网络结构和设计思想。尽管多尺度融合、空洞卷积都可以增加网络的感受野,但理论感受野与实际感受野仍然存在差异。那么如何真正利用图像的全局信息呢?ParseNet告诉你。作者 | 孙叔桥编辑 | 言有三本期论文《ParseNet: Looking Wider to See Better》1 理论感受野是真的吗?相信通过前面几篇...

weixin_39706441的博客 187

别再乱选离散化方法了!从零到一用Matlab对比差分、双线性Tustin和预矫正的实战效果

本文深入探讨了Matlab中四种主流离散化方法(差分、双线性Tustin和预矫正)的实战效果对比,帮助工程师在数字控制系统设计中做出明智选择。通过详细的理论分析和Matlab代码示例,展示了不同方法在稳定性、频率响应和计算复杂度上的差异,并提供了针对不同场景的工程选用指南。

weixin_28737603的博客 141

深度学习图像融合_深度学习图像分割必看的12篇文章

图像分割Author:孙叔桥From:有三AI1 FCNFully Convolutional Network(FCN)是神经网络用于图像分割任务的鼻祖,后续提出的大部分基于编解码结构的图像分割网络都是从FCN上发展、改进而来的。FCN用卷积层替换了分类网络结构中的全连接层,从而得到稠密的分割结果,实现端到端训练。同时,网络还将不同尺度下的特征信息进行融合,实现更细节的图像分割。【图像分...

weixin_39931101的博客 1478

matlab生成blocks、bumps和doppler标准测试信号

关键函数:wnoise使用方式X = wnoise(FUN,N) [X,XN] = wnoise(FUN,N,SQRT_SNR) [X,XN] = wnoise(FUN,N,SQRT_SNR,INIT)X = wnoise(FUN,N) 返回由 FUN给出的信号,长度为2^N,幅值范围[0,1].[X,XN] = wnoise(FUN,N,SQRT_SNR) ,返回了一个测试信号X,以及一个加噪

ZSZ_shsf的博客 6581

从零到一:RF-DETR如何通过神经架构搜索重塑实时目标检测的边界

RF-DETR通过创新的权重共享神经架构搜索(NAS)机制,重新定义了实时目标检测的技术边界。这项技术在COCO等基准测试中表现卓越,成为首个AP超过60的实时检测器,同时保持跨领域稳定性和高效推理速度。RF-DETR的动态架构调整能力使其能够适应从嵌入式设备到云端服务器的各种硬件环境,为工业质检、自动驾驶等场景提供灵活解决方案。

weixin_29061531的博客 470

模型汇总---分类、检测、分割

轻量级网络--MobileNet论文解读_DFan的NoteBook-优快云博客_mobilenet论文 轻量级模型:MobileNet V2_小麦草的博客-优快云博客_mobilenetv2 目标检测 目标检测网络CenterNet详解(四) - silence_cho - 博客园 分割 FCN UNet 图像语义分割入门+FCN/U-Net网络解析 - 知乎 ParseNet 【图像分割模型】全局特征与局部特征的交响曲—ParseNet - 知乎 OCRNet 【语义

qq_28057379的博客 1858

CoppeliaSim学习笔记(1):建立Python脚本与CoppeliaSim的连接

CoppeliaSim学习笔记,建立python和CoppeliaSim的连接,实现联调。

qq_22487889的博客 1万+

【完结】12篇文章带你逛遍主流分割网络

专栏《图像分割模型》正式完结了。在本专栏中,我们从编解码结构入手,讲到解码器设计;从感受野,讲到多尺度融合;从CNN,讲到RNN与CRF;从2D分割,讲到3D分割;从语义分割到实例分割和全景分割。这篇文章我们就一起回顾一下这些网络结构。 作者 | 孙叔桥 编辑 | 言有三 1 FCN Fully Convolutional Network(FCN)是神经网络用于图像分割任务的鼻祖...

hacker_long的专栏 1510

【BigWorld 游戏服务器引擎】Cell 架构设计介绍,及Java实现方案的探索

横向扩展(Scalability):通过动态增减CellApp和BaseApp的数量,可以轻松应对玩家人数的变化。世界可以做得非常大,只需增加更多的 Cell。负载分离(Load Separation):将不同性质的负载分离,避免了单一进程瓶颈。CPU 密集型的实时计算(CellApp)和 I/O 密集型的数据操作(BaseApp)互不影响。高效的视野管理(AOI):每个 Cell 只关心自己区域内和边界上的实体,大大降低了计算复杂度。容错性:某个CellApp。

代码时光 1207

机器人外接 USB 音响完整配置指南

摘要:本文介绍了为机器人配置外接音响的方法。由于内置音响音量小且有散热噪音,建议使用Type-C接口外接音响。配置步骤包括:1)通过aplay -l命令查看音响端口信息;2)使用aplay命令测试音频播放;3)通过amixer命令设置音量。关键点在于正确识别音响的卡号(如card 2)和设备号(如device 0),并在命令中准确配置这些参数即可实现外接音响的正常使用。

m0_47999117的博客 358

当今主流分割网络有哪些?12篇文章一次带你看完

作者 | 孙叔桥来源 | 转载自有三AI(ID:yanyousan_ai)本文的12篇文章总结了当前主流的分割网络及其结构,涵盖从编解码结构到解码器设计;从感受野到多尺...

AI科技大本营 4603

电脑硬件:电脑主板上的接口介绍,看完你就懂了

它们主要用于连接老式的键盘和鼠标,虽然速度和兼容性不如USB接口,但在某些特定场合依然发挥着重要作用。PCIe接口是主板上的扩展能力象征,可以连接各种扩展卡,如显卡、声卡、网卡等。电脑主板作为电脑硬件组成关键的部分,今天给大家分享一下电脑主板上有哪些接口,具体每一个接口的特点、使用场景,有需要的朋友可以来了解一下!它们不仅能连接鼠标、键盘、U盘、打印机,还能连接各种外设,如移动硬盘、游戏手柄等。:虽然现在用得越来越少,但在一些特定场合,如工业控制、老旧设备上,仍然需要使用PS/2接口。

IT技术分享社区 2788

最新热点!融合创新!Transformer+并行网络:局部特征+全局特征;时序特征+空间特征!小白也会用的分类预测程序!

Transformer模型是当前预测领域的热门模型,但在故障识别即分类领域尚缺乏相关文献,更别说其改进模型了,的必定是创新性极高的发文方向,且这方面的文献极度稀缺,可以说一投就中。本程序结合上述3篇文献,并对其进行多重改进创新!!!提出基于数据预处理方面参考文献三,利用相空间重构法将一维波形转化为二维图像;图像特征提取方面参考文献一:搭建用于提取递归图的空间特征故障识别模型结构参考文献二:构造故障识别程序文献一解读。

Python_cocola的博客 4033

Qt实现思维导图功能5『纵向分布模式』

思维导图纵向分布模式:模式一

浮生流年的博客 1062

温度PID控制PLC程序

温度PID稳定控制程序,适用于欧姆龙PLC,对其他PLC也具有很大参考价值

深度学习知识点(不定时更新)

主要设计卷积神经网络,目标检测领域的知识点

m0_48439717的博客 2159

VC中sqlite的使用

在VC中对sqlite的使用,实现数据库大批数据的快速插入,读取数据库中的数据在ListCtrl中显示

【计算机视觉】融合创新!全局注意力+局部注意力,训练成本直降91.6%

【计算机视觉】融合创新!全局注意力+局部注意力,训练成本直降91.6%

wzk4869的博客 5323

Data-Structures-and-Algorithm-Analysis-in-Java.pdf

作者: Weiss, Mark A. 出版社: Addison Wesley Data Structures and Algorithm Analysis in Java is an “advanced algorithms” book that fits between traditional CS2 and Algorithms Analysis courses. In the old ACM Curriculum Guidelines, this course was known as CS7. This text is for readers who want to learn good programming and algorithm analysis skills simultaneously so that they can develop such programs with the maximum amo...

WINCC7.3破解文件

WINCC7.3硬件够破解文件,有需要的下载!WINCC7.3硬件够破解文件,有需要的下载!

图像处理-特征融合相关延伸

特征融合:欠拟合/过拟合、特征冗余、局部融合、逐层融合

MengYa_Dream的博客 1868

ECCV 2022 | 融合全局和局部注意力的场景文字检测方法

©作者 | Hanbo Cheng单位 | NJUST研究方向 | 场景文字检测论文标题:GLASS: Global to Local Attention for Scene-Text Spotting论文链接:https://arxiv.org/abs/2208.03364Abstract本篇文章针对端到端的 Scene-Text Spotting 任务,提出里一个新颖的 Module :GLA...

Paper weekly 1358

论文阅读4--《基于自注意力机制的局部与全局特征融合的评分预测算法》

一、问题的提出 推荐系统中的打分、社交关系、属性等信息可以抽象为包含丰富语义信息的异质信息网络,如何抽象和利用异质信息网络中复杂的特征信息,并将其应用于推荐系统中是一个挑战。 二、算法框架 本文提出一种基于自注意力机制的局部与全局特征融合的评分预测算法(Rating Prediction Algorithm Based on Self-Attention Mechanism and Fusion of Local & Global Features,AMFL&GRec) 框架主要分为四部分

小白成长记 3460

全局与局部特征融合的突破性思路!!!

我留意到,全局特征和局部特征的重要性会随输入内容的不同而改变,但现有方法大多采用静态权重分配。具体而言,训练一个轻量级的权重预测网络,将拼接后的特征作为输入,输出对应的权重向量。在做语义分割项目时,我发现若能利用语义信息引导局部和全局特征的对齐过程,融合效果将更为精准。通过这种方式,语义相关的局部和全局特征能够建立更精确的对应关系,避免盲目融合带来的噪声问题。运用对比学习思路优化全局和局部特征的对齐质量,其核心在于让语义相似的全局 - 局部特征对在嵌入空间中距离更近,语义不同的特征对距离更远。

2501_93677312的博客 436
上一篇: 【图像分割模型】多感受野的金字塔结构—PSPNet
下一篇: 【AI大咖】扒一下低调的Yoshua Bengio大神
言有三
言有三 领域专家: 人工智能技术领域 领域专家: 人工智能技术领域
博客等级 码龄15年 3635粉丝 976原创
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付:10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包

打赏作者

言有三

三人行必有AI

¥1 ¥2 ¥4 ¥6 ¥10 ¥20
扫码支付:¥1
获取中
扫码支付

您的余额不足,请更换扫码支付或充值

打赏作者

实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值