paper:https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=8333805

简介:目前先有的弱监督目标检测方法大多将其作为一个多示例问题,产生候选区域,然后分类器判断类别的方式进行获得位置信息。本文作者利用图像梯度,提出了一种新的定位目标框的方式。

1.在目标分类网络中,目标所在区域反映到特征上是显著的,基于这个出发点,展开。

Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient

首先定义Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient是输入图像,Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient是图像级的标签,Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient是图像类别数量,Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient是图像的高度,Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient是图像的宽度。第Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient类目标的得分表示为Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient.训练集的平均图片个平均分数为Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel GradientWeakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient.所以,Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient是第k类的平均得分。构建损失函数:

Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient

最小化式1使 Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient

图像x的梯度为Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient

展开;Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient

这儿,Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient是第l层的特征图,Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient表示第k类得分对图像x的梯度。图像梯度如图三所示。

Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient

2. Iterative Component Mining

首先将OPG图的像素分为g组,根据相应加权(这其实没搞懂怎么做的),然后使用一个阈值为Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient后验分布将每一组分配给第f个component。最后,用最小包围框提取对象的bounding box。

作者认为这仍然是不足的。为此,迭代地屏蔽已经找到的组件,并用一种新的ICM方案挖掘潜在的对象(或组件)

Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient

此处, Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient为了累计梯度, Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient表示第t次迭代。

Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient

Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient就是OPG。

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3. Inferring Precise Bounding Box


特定对象类别的边界框从对应的OPG映射中获得。直观地说,OPG映射中的高值对应于此图像中对象的关键组件。然而,OPG图中的低值并不一定对应于背景,如图2所示。在某些情况下,响应得分很低,因为接受域会在目标对象最重要的区域触发,这会使该对象不那么重要的区域的响应退化。这是在人类视觉系统中经常观察到的现象。接下来,引入一种迭代的方法来推断一个精确的边界框。 首先对Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient阈值化处理。

Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient

然后,产生一个新的掩码图像

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Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient有三个选择,Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel GradientWeakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient是均值,Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient是0到255的随机数。然后更新模型

Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient

这儿Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient 

 4 Average and Max Pooling Layer

到目前为止,所提出的OPG图很容易找到物体的定位特征,如头部的cat。然而,对于物体的定位和检测,我们需要找出物体的所有组成部分,例如猫的身体。这个问题主要是由于CNNs中常用的max pooling的操作。在max池中,只有每个池区域的最大**被维护并传播到下一层,这通常会忽略给定对象的非显著组件,所以作者设计了平均最大池化(AMP)。

u和v为AMP层的输入和输出。Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient,h和w是u的长度和宽度。定义

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导数为;Weakly Supervised Object Detection via Object-Specific Pixel Gradient

 实验结果

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