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标题: DynamicDet: A Unified Dynamic Architecture for Object Detection

作者: Zhihao Lin, Yongtao Wang, Jinhe Zhang, Xiaojie Chu

机构: Institute of Computer Technology, Peking University

摘要: 本文提出了一种名为DynamicDet的动态目标检测框架。动态神经网络是深度学习中的一个新兴研究领域,能够实现自适应推理,显著提高准确性和计算效率。然而,设计一个强大的动态检测器面临挑战,因为缺乏合适的动态架构和目标检测的退出标准。为了解决这些问题,作者提出了一个基于目标检测任务特性的动态架构,并通过自适应路由器自动分析多尺度信息并决定推理路径。此外,作者还提出了一种新颖的优化策略,基于检测损失为动态检测器提供退出标准,并提出了一种变速推理策略,实现准确性和速度之间的广泛权衡。在COCO基准测试上的广泛实验表明,所提出的DynamicDet实现了新的最先进的准确性-速度权衡。

1. 工作内容与动机: 动机:设计一个强大的动态检测器,以实现目标检测任务中的准确性和计算效率的显著提升。 工作:提出了DynamicDet框架,包括动态架构、自适应路由器、优化策略和变速推理策略。

2. 解决的问题: 解决了动态目标检测中缺乏合适架构和退出标准的问题。

3. 新问题: 是的,提出了一个新的问题解决方案,即如何在目标检测任务中实现动态推理。

4. 科学假设: 假设通过设计一个动态架构和自适应路由器,可以有效地提高目标检测的准确性和速度。

5. 相关研究:

  • 动态神经网络:如Branchynet、MSDNet、DVT等。

  • 目标检测架构:如YOLO系列、Faster R-CNN、Mask R-CNN等。

  • 网络架构搜索(NAS):如DetNAS等。

  • 动态推理:如Adaptive Feeding等。 领域内值得关注的研究员包括但不限于上述工作的主要作者。

6. 解决方案的关键:

  • 动态架构:支持多尺度信息的动态退出。

  • 自适应路由器:基于多尺度特征预测图像难度并自动决策。

  • 优化策略:无超参数的优化策略,使用自适应偏移训练动态检测器。

  • 变速推理策略:通过设置不同的难度分数阈值实现不同的准确性-速度权衡。

7. 实验设计: 在COCO基准测试上进行实验,训练和测试使用标准的COCO数据集分割。使用YOLOv7系列模型作为基线,并与其他最新的实时目标检测器进行比较。

8. 数据集与代码: 使用COCO数据集进行定量评估。代码已在GitHub上开源:VDIGPKU/DynamicDet

9. 实验结果: 实验结果支持了DynamicDet在准确性和速度之间实现新的权衡,并且在不同的推理速度下都能保持良好的性能。

10. 论文贡献:

  • 提出了一种新的动态目标检测框架DynamicDet。

  • 设计了自适应路由器和优化策略,提高了目标检测的准确性和速度。

  • 实现了变速推理策略,允许使用单一动态检测器实现广泛的准确性-速度权衡。

  • 在COCO基准测试上取得了新的最先进的结果。

11. 下一步工作:

  • 进一步优化动态架构,以适应更广泛的目标检测任务。

  • 探索将DynamicDet应用于其他视觉任务,如实例分割、语义分割等。

  • 研究如何将DynamicDet与其他先进的神经网络架构(如Transformer)结合,以进一步提高性能。