Fine-grained八篇其一:Embedding Label

作者: bdb87b292706 | 来源:发表于2018-05-19 18:00 被阅读28次

    前言:
    关于Fine-grained的工作之前没有接触过。所以打算从六篇论文开始,也算是一个学习的过程。因为没有基础,可能在文章理解上会存在偏差,如果文章中有什么问题,欢迎指正。
    目录:
    2016[CVPR]-Embedding Label Structures for Fine-Grained Feature Representation
    2016[CVPR]-Learning Deep Representations of Fine-Grained Visual Descriptions
    2016[CVPR]-Part-Stacked CNN for Fine-Grained Visual Categorization
    2017[CVPR]-Low-rank Bilinear Pooling for Fine-Grained Classification
    2017[CVPR]-Mining Discriminative Triplets of Patches for Fine-Grained Classification
    2017[ICCV]-Efficient Fine-grained Classification and Part Localization Using One Compact Network
    2017[ICCV]-Fine-grained recognition in the wild A multi-task domain adaptation approach
    2017[TMM]-Diversified visual attention networks for fine-grained object classification

    论文:Embedding Label Structures for Fine-Grained Feature Representation

    本文主要的创新点是提出了一种细粒度的结构化的特征表示,用于在不同的level关联和区分相近的图片。
    关键点有2:
    1.一种多任务的学习框架被设计用于学习细粒度的特征表示,通过联合优化分类和相似性约束。

    1. Triple loss的使用将多级的相关性和标签结构无缝的融合。

    对于现有的方法,作者指出,尽管Triple loss能够很好的区分类的实例,但是会照成分类准确度的下降,并且增加训练收敛的时间,此外之前的工作没有提出标签结构这样的框架,而这个框架对于在不同的级别定位图像至关重要。
    本文的创新点主要有两个,第一个是提出了一种多任务的学习框架,同时用雕了分类损失和相似性损失。第二个创新点是本文设计了一种嵌入标签结构,比如层级或者属性。用于区分图片。

    论文方法

    传统的用于分类的方法使用softmax loss来解决分类问题,但是这种loss往往会丢失类中的差别。为了缓解这个问题,本文采用了一个多任务的学习方法,引入了triplet loss。在文中水了一页softmax和triplet loss的介绍,我就不展开写了。如果对这两个loss的原理有不清楚的地方,可以通过百度或者google搜到很多讲解的文章。

    为了结合这两种loss,网络被设计成了如下所示的三流的结构,这三流是共享参数的,但是输入的不同的样本,对应triplet loss的三个部分。


    算法流程图

    接下来文章介绍了第二个创新点——标签结构,这里文章中提出了两种标签结构,一种是基于分层的,一种是基于属性的。基于分层的结构如下图所示:


    分层结构

    为了在训练中实现这种分层结构,本文将传统的triplet loss增加了一项,该项表示那些和挑选的样本在父类中属于同一类的个体。然后扩写了triplet loss的函数,将其改为:


    qurdruplets函数
    按照这样的格式,这个公式可以扩写为x个level,这样由x子的triplets函数组成

    出了上面的分层的结构,细粒度的物体之间可以共享一些属性,如下图所示:


    共享属性

    不同于上面的分层的结构,在讨论属性时,不同类别的物体可能共享相同的属性,所以,不能再像之前一样通过扩增loss函数来解决问题。这里再loss函数的常熟间隔上做文章,将m改为:


    m
    其中括号中部分为1减属性的IoU,这样,两个物体共享的属性越多,他们在计算loss时需要考虑的间隔越小。
    实验结果验证了文章的方法。在此不再详细介绍,感兴趣的同学可以去看原文。

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