動(dòng)態(tài)生成掩膜預(yù)測網(wǎng)絡(luò)生成模型CondInst,助力FCN重奪實(shí)例檢測顛峰
CondInst的主要架構(gòu),C表示主干網(wǎng)絡(luò)的特征圖,P則為FPN的特征圖。Fmask是對(duì)應(yīng)的特征圖。head被作用于各個(gè)特征圖P得到分類結(jié)果和對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)頭生成參數(shù)(動(dòng)態(tài)生成的maskFCN個(gè)數(shù)與實(shí)例個(gè)數(shù)相同)。
CondInst中使用了依賴實(shí)例的濾波器,隱式地將實(shí)例概念編碼到了mask頭的參數(shù)中去,更為靈活的處理。針對(duì)非規(guī)則形狀可以比規(guī)則的bbox更好的進(jìn)行處理,這是相較于ROI方法的優(yōu)勢之一。
CondInst構(gòu)建與目標(biāo)檢測架構(gòu)FCOS上,充分利用其簡單和靈活性。去除了FCOS的錨分支減少計(jì)算量。上圖中顯示了模型充分利用了特征金字塔,在每一層級(jí)都會(huì)有上圖虛線框中表示的功能層來進(jìn)行實(shí)例相關(guān)的預(yù)測,計(jì)算出目標(biāo)類別的實(shí)例和動(dòng)態(tài)生成濾波器的參數(shù)。上圖中還包括了mask分支從P3層引出來計(jì)算特征圖。
最終輸出的掩膜大小是原始圖像的1/8.為了獲取高分辨率的實(shí)例掩膜,利用4倍上采樣來得到最終的掩膜圖像。
實(shí) 驗(yàn)
為了充分研究這一模型的有效性,研究人員在COCO數(shù)據(jù)集上對(duì)模型進(jìn)行了訓(xùn)練。首先測試了mask端的寬度和深度,來選擇最為合適的架構(gòu)大小。
實(shí)驗(yàn)表明深度為1效果最差,這是由于模型沒有足夠的容量,而達(dá)到3后則增加不明顯甚至下降。針對(duì)模型的寬度研究發(fā)現(xiàn),這一因素對(duì)于模型的性能影響較小。針對(duì)寬度為8深度為3的基線mask head模型,在V100上其運(yùn)行時(shí)間僅僅需要4.5mm/100個(gè)實(shí)例,僅需要169個(gè)參數(shù)。這說明這種動(dòng)態(tài)生成方法對(duì)主干網(wǎng)絡(luò)造成的額外開銷非常少,與之對(duì)比的是Mask R-CNN的mask head則包含有2.3M個(gè)參數(shù)。
在選擇完合適的參數(shù)后,研究人員將設(shè)計(jì)好的架構(gòu)與多種先進(jìn)的方法進(jìn)行了比較,下表中可以看到這種方法在性能上超過了傳統(tǒng)的實(shí)例分割算法:
其中1x 代表90k迭代訓(xùn)練。aug代表了數(shù)據(jù)增強(qiáng)。w/sem是指利用了輔助的語義分割任務(wù)。
最后來一起看看這種緊湊高效的網(wǎng)絡(luò)結(jié)果,性能優(yōu)異速度又快,真香!

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