In this paper, we introduce a novel Convolution-based Probability Gradient (CPG) loss for semantic segmentation. It employs convolution kernels similar to the Sobel operator, capable of computing the gradient of pixel intensity in an image. This enables the computation of gradients for both ground-truth and predicted category-wise probabilities. It enhances network performance by maximizing the similarity between these two probability gradients. Moreover, to specifically enhance accuracy near the object's boundary, we extract the object boundary based on the ground-truth probability gradient and exclusively apply the CPG loss to pixels belonging to boundaries. CPG loss proves to be highly convenient and effective. It establishes pixel relationships through convolution, calculating errors from a distinct dimension compared to pixel-wise loss functions such as cross-entropy loss. We conduct qualitative and quantitative analyses to evaluate the impact of the CPG loss on three well-established networks (DeepLabv3-Resnet50, HRNetV2-OCR, and LRASPP_MobileNet_V3_Large) across three standard segmentation datasets (Cityscapes, COCO-Stuff, ADE20K). Our extensive experimental results consistently and significantly demonstrate that the CPG loss enhances the mean Intersection over Union.


翻译:本文提出了一种新颖的基于卷积的概率梯度(CPG)损失用于语义分割。该方法采用与Sobel算子相似的卷积核,能够计算图像中像素强度的梯度,从而实现对真实标签和预测的类别概率梯度的计算。通过最大化这两个概率梯度之间的相似性,提升了网络性能。此外,为专门增强物体边界附近的精度,我们基于真实标签的概率梯度提取物体边界,并仅对属于边界的像素应用CPG损失。CPG损失被证明极为便捷且有效。它通过卷积建立像素关系,从与交叉熵损失等逐像素损失函数不同的维度计算误差。我们通过定性和定量分析,评估了CPG损失对三个经典网络(DeepLabv3-Resnet50、HRNetV2-OCR和LRASPP_MobileNet_V3_Large)在三个标准分割数据集(Cityscapes、COCO-Stuff、ADE20K)上的影响。大量实验结果表明,CPG损失能持续且显著地提升平均交并比。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年5月28日
Arxiv
21+阅读 · 2019年3月25日
Arxiv
17+阅读 · 2018年4月2日
VIP会员
最新内容
面向国防作战的最佳自主与蜂群无人机技术
专知会员服务
1+阅读 · 8分钟前
《异构人类团队的协作决策过程混合建模研究》
专知会员服务
2+阅读 · 13分钟前
博士论文 | 面向大模型推理的内存高效算法
专知会员服务
2+阅读 · 7月27日
美空军新型反无人机部队初探
专知会员服务
7+阅读 · 7月27日
《防空交战流程的概率建模研究》
专知会员服务
10+阅读 · 7月27日
ICML 2026 教程 | 数值优化理论还重要吗?
专知会员服务
6+阅读 · 7月26日
ICM 2026 | 陶哲轩:人工智能时代的数学
专知会员服务
9+阅读 · 7月26日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员