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弱监督语义分割中的类别条件响应图推断

Weixuan Sun Jing Zhang Nick Barnes

摘要

图像级弱监督语义分割(WSSS)依赖于类别激活图(CAMs)生成伪标签。然而,由于CAM仅突出显示物体中最具有判别性的区域,所生成的伪标签通常难以直接作为有效的监督信号。为解决这一问题,现有大多数方法采用多阶段训练流程对CAM进行优化,以生成更优的伪标签,该流程包括:1)重新训练分类模型以生成CAM;2)对CAM进行后处理以获得伪标签;3)使用生成的伪标签训练语义分割模型。然而,这种多阶段训练流程需要复杂的参数调整,并引入额外的计算开销。针对上述问题,本文提出一种类别条件推理策略(class-conditional inference strategy)以及一种激活感知的掩码精炼损失函数(activation-aware mask refinement loss),在无需重新训练分类器的前提下生成更高质量的伪标签。所提出的类别条件推理方法在推理阶段分步、迭代地揭示分类网络中隐藏的物体激活区域,从而生成更为完整的响应图。此外,所提出的激活感知掩码精炼损失函数提出了一种新颖的机制,在分割训练过程中有效利用显著性图(saliency maps),在不抑制背景区域的前提下,对前景物体掩码进行精细化优化。实验结果表明,所提方法在不依赖分类器重训练的情况下,实现了优于现有方法的弱监督语义分割性能,显著提升了伪标签的质量与分割精度。


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