[论文学习] - 2014ECCV - TCDCN

目的：作为论文学习的笔记，供自己以后回顾。
内容主要是源自论文，外加上了自己的一些理解。

论文题目：Facial Landmark Detection by Deep Multi-task Learning
作者：Zhanpeng Zhang, Ping Luo, Chen Change Loy, and Xiaoou Tang
Dept. of Information Engineering, The Chinese University of Hong Kong

核心：
1.设计一个受限的损失函数，实现了多个辅助任务和主任务同时训练，去实现提高主要任务性能的目的。
2.实现 early stopping 解决了不同任务收敛速度不同的问题。

尚且不明白的知识点：
1.反向传播部分涉及了矩阵求导，自己还不会。
2.论文中4.5小节中将TCDCN作为一种初始化手段为RCPR方法提供帮助，这部分还没有看懂。
3.在4.1中使用Pearson’s相关系数研究微笑检测与面部关键点检测的相关性，对于Pearson’s 自己还不懂。

Motivation（动机）
1.多任务学习（ multi-task learning）思想。
2.面部关键点检测会受姿态变化和遮挡影响。
3.面部关键点检测可以与姿态、性别、微笑和戴眼镜等检测任务共享相同输入图像。
4.不同检测任务之前可能存在内在联系，例如微笑会影响对于嘴角关键点的检测。

难点与解决方法
1.虽然不同检测任务共享相同的输入图像，但每个检测任务的决策边界不同
解决办法：设计一个受限的损失函数，对所有任务的损失可以进行反向传播，共同提高关键点的检测精度。
2.不同的任务有不同的学习困难程度和不同的收敛速度
解决办法：提出 early stopping 方法，用于终止达到结束条件的任务。

图1 比较 CNN、级联CNN、DCTCN 三种方法的预测结果

损失函数
传统的多任务学习尝试将多任务共同学习以提高泛化性能。
论文中关于P（.）部分的解释与下图中不同，下面的解释只是自己的理解。


交叉熵损失函数部分参考链接：https://zhuanlan.zhihu.com/p/38241764

反向传播部分涉及了矩阵求导，这部分还看不懂