目标检测precision计算(CVPR 2022 | 针对目标检测的重点与全局知识蒸馏(FGD))

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本文介绍我们 CVPR 2022 关于目标检测的知识蒸馏工作: Focal and Global Knowledge Distillation for Detectors,只需要 30 行代码就可以在 anchor-base, anchor-free 的单阶段、两阶段各种检测器上稳定涨点,现在代码已经开源。

论文链接:https://arxiv.org/abs/2111.11837项目链接:https://github.com/yzd-v/FGD

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针对问题

1. 目标检测中资源之家】每日免费更新最热门的副业项目资源前背景不平衡问题

前背景的不平衡对于目标检测而言是一个重要的问题,这个问题同样影响着知识蒸馏。

知识蒸馏旨在使学生学习教师的知识,以获得相似的输出从而提升性能。为了探索学生与教师在特征层面的差异,我们首先对二者的特征图进行了可视化。可以看到在空间与通道注意力上,教师与学生均存在较大的差异。其中在空间注意力上,二者在前景中的差异较大,在背景中的差异较小,这会给蒸馏中的学生带来不同的学习难度。

为了进一步探索前背景对于知识蒸馏的影响,我们分离出前背景进行了蒸馏实验,全图一起蒸馏会导致蒸馏性能的下降,将前景与背景分开学生能够获得更好的表现。

针对学生与教师注意力的差异,前景与背景的差异,我们提出了重点蒸馏F资源之家】每日免费更新最热门的副业项目资源ocal Distillation:分离前背景,并利用教师的空间与通道注意力作为权重,指导学生进行知识蒸馏,计算重点蒸馏损失。

2.全局信息的丢失

如前所述,Focal Distillation将前景与背景分开进行蒸馏,割断了前背景的联系,缺乏了特征的全局信息的蒸馏。为此,我们提出了全局蒸馏Global Distillation:利用GcBlock分别提取学生与教师的全局信息,并进行全局蒸馏损失的计算。

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整体框架

FGD仅需要获取学生与教师的特征图,便可完成重点蒸馏损失与全局蒸馏损失的计算,可以很方便的应用到各种类型的检测器上。

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实验结果

我们对anchor-based与anchor-free的单资源之家】每日免费更新最热门的副业项目资源阶段与二阶段检测器进行了实验,在COCO2017上学生检测器均获得了大幅的AP和AR提升。

我们采用了具有更强的检测器对学生进行蒸馏,发现当使用更强的模型作为教师进行蒸馏时,FGD为模型能带来更大的性能的提升。例如RetinaNet-R50在ResNet-101和ResNeXt-101的老师蒸馏下,分别可达到39.7和40.7的mAP。

对于使用FGD蒸馏完成后的学生模型,我们再次进行了注意力的可视化。可以看到,经过FGD训练后的学生,空间注意力和通道注意力的分布与教师都非常相似,这表明学生通过蒸馏学到了教师的知识并获得了更好的特征,由此实现了性能的提升。

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更多蒸馏设置

代码基于MMDetecti资源之家】每日免费更新最热门的副业项目资源on实现,易于复现,且已添加更多的教师与学生蒸馏设置,相关结果也在代码中给出,欢迎大家使用。