Two-branch network architecture has shown its efficiency and effectiveness in real-time semantic segmentation tasks. However, direct fusion of high-resolution details and low-frequency context has the drawback of detailed features being easily overwhelmed by surrounding contextual information. This overshoot phenomenon limits the improvement of the segmentation accuracy of existing two-branch models. In this paper, we make a connection between Convolutional Neural Networks (CNN) and Proportional-Integral-Derivative (PID) controllers and reveal that a two-branch network is equivalent to a Proportional-Integral (PI) controller, which inherently suffers from similar overshoot issues. To alleviate this problem, we propose a novel three-branch network architecture: PIDNet, which contains three branches to parse detailed, context and boundary information, respectively, and employs boundary attention to guide the fusion of detailed and context branches. Our family of PIDNets achieve the best trade-off between inference speed and accuracy and their accuracy surpasses all the existing models with similar inference speed on the Cityscapes and CamVid datasets. Specifically, PIDNet-S achieves 78.6% mIOU with inference speed of 93.2 FPS on Cityscapes and 80.1% mIOU with speed of 153.7 FPS on CamVid.


翻译:双分支网络架构已在实时语义分割任务中展现出其高效性和有效性。然而,高分率细节与低频上下文的直接融合存在一个弊端:细节特征容易被周围的上下文信息淹没。这种过冲现象限制了现有双分支模型的分割精度提升。本文建立了卷积神经网络(CNN)与比例积分微分(PID)控制器之间的联系,揭示出双分支网络等价于比例积分(PI)控制器,因而固有地存在类似的过冲问题。为缓解该问题,我们提出一种新颖的三分支网络架构:PIDNet,它包含三个分支分别解析细节、上下文和边界信息,并采用边界注意力引导细节分支与上下文分支的融合。我们的PIDNet系列在推理速度与精度之间实现了最佳权衡,在Cityscapes和CamVid数据集上,其精度超越了所有推理速度相近的现有模型。具体而言,PIDNet-S在Cityscapes上以93.2 FPS的推理速度达到78.6%的mIOU,在CamVid上以153.7 FPS的推理速度达到80.1%的mIOU。

0
下载
关闭预览

相关内容

抢鲜看!13篇CVPR2020论文链接/开源代码/解读
专知会员服务
50+阅读 · 2020年2月26日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
一文带你读懂 DeconvNet 上采样层(语义分割)
AI研习社
26+阅读 · 2019年3月16日
TorchSeg:基于pytorch的语义分割算法开源了
极市平台
20+阅读 · 2019年1月28日
《pyramid Attention Network for Semantic Segmentation》
统计学习与视觉计算组
44+阅读 · 2018年8月30日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
【推荐】全卷积语义分割综述
机器学习研究会
19+阅读 · 2017年8月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月25日
Arxiv
17+阅读 · 2020年11月15日
Arxiv
19+阅读 · 2018年3月28日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
8+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
抢鲜看!13篇CVPR2020论文链接/开源代码/解读
专知会员服务
50+阅读 · 2020年2月26日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
一文带你读懂 DeconvNet 上采样层(语义分割)
AI研习社
26+阅读 · 2019年3月16日
TorchSeg:基于pytorch的语义分割算法开源了
极市平台
20+阅读 · 2019年1月28日
《pyramid Attention Network for Semantic Segmentation》
统计学习与视觉计算组
44+阅读 · 2018年8月30日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
【推荐】全卷积语义分割综述
机器学习研究会
19+阅读 · 2017年8月31日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员