In this paper, we introduce InstructSAM, a unified and streamlined framework designed for multi-instance segmentation under arbitrary instructions. We formulates instruction-driven instance segmentation as a set-structured query prediction problem and propose an explicit reasoning-to-instance query interface that elegantly bridges a vision-language model (VLM) and SAM3. Specifically, a bank of learnable instance queries is injected into the VLM and contextualized with instruction and visual information, enabling each query to serve as an instance-aware slot. A hybrid-attention mechanism further promotes interaction among these queries, visual tokens, and instruction tokens, improving instance enumeration and reducing duplicate predictions. The resulting LLM-conditioned queries are projected into SAM3's detector query space to drive accurate multi-instance segmentation in a single forward pass. This design equips SAM3 with high-level instruction understanding, compositional reasoning, and instance-level set prediction without modifying its core architecture. To support training and evaluation, we further construct Inst2Seg, a high-quality and large-scale instruction-based instance segmentation dataset and benchmark that couples free-form instructions with instance-level masks. Extensive experiments show that only 2B-scale InstructSAM achieves strong results across complex instruction-driven and phrase-level referring segmentation benchmarks, outperforming prior end-to-end methods and SAM3's agentic pipeline while enabling efficient single-pass multi-instance prediction.


翻译:本文提出InstructSAM,一个统一且精简的框架,用于在任意指令下进行多实例分割。我们将指令驱动的实例分割形式化为集合结构化的查询预测问题,并设计了一个显式的推理到实例的查询接口,该接口优雅地桥接了视觉语言模型与SAM3。具体而言,一组可学习的实例查询被注入视觉语言模型,并与指令及视觉信息进行上下文融合,使每个查询充当实例感知的槽位。混合注意力机制进一步促进这些查询、视觉令牌和指令令牌之间的交互,从而改善实例枚举并减少重复预测。由此产生的基于大语言模型的查询被投影到SAM3的检测器查询空间,以在单次前向传播中驱动精确的多实例分割。该设计在不修改SAM3核心架构的前提下,赋予其高级指令理解、组合推理以及实例级集合预测能力。为支持训练与评估,我们进一步构建了Inst2Seg——一个高质量、大规模、基于指令的实例分割数据集与基准,将自由形式的指令与实例级掩码相关联。大量实验表明,仅2B参数规模的InstructSAM在复杂指令驱动及短语级指代分割基准上均取得优异表现,优于此前端到端方法及SAM3的智能体流水线,同时实现了高效的单次多实例预测。

0
下载
关闭预览

相关内容

Segment Anything模型的高效变体:综述
专知会员服务
27+阅读 · 2024年10月11日
《视频任意分割Segment Anything》系统性综述
专知会员服务
23+阅读 · 2024年8月19日
分割任何模型(SAM)综述: 视觉基础模型与提示工程的结合
专知会员服务
53+阅读 · 2023年6月16日
【CVPR2022】ContrastMask:对比学习来分割各种
专知会员服务
20+阅读 · 2022年3月21日
DLI精选课程 | 用TensorRT实现视频分析部署(内文有礼)
英伟达NVIDIA中国
11+阅读 · 2019年4月26日
超像素、语义分割、实例分割、全景分割 傻傻分不清?
计算机视觉life
19+阅读 · 2018年11月27日
一文概览用于图像分割的CNN
论智
14+阅读 · 2018年10月30日
如何用TensorFlow和TF-Slim实现图像标注、分类与分割
北京思腾合力科技有限公司
21+阅读 · 2017年11月24日
国家自然科学基金
14+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
3+阅读 · 2015年12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 · 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
5+阅读 · 2014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
1+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 6月4日
Instruction Tuning for Large Language Models: A Survey
Arxiv
15+阅读 · 2023年8月21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
6+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
7+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
4+阅读 · 6月17日
相关基金
国家自然科学基金
14+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
3+阅读 · 2015年12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 · 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
5+阅读 · 2014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
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员