Sketch-Based Image Retrieval (SBIR) is a crucial task in multimedia retrieval, where the goal is to retrieve a set of images that match a given sketch query. Researchers have already proposed several well-performing solutions for this task, but most focus on enhancing embedding through different approaches such as triplet loss, quadruplet loss, adding data augmentation, and using edge extraction. In this work, we tackle the problem from various angles. We start by examining the training data quality and show some of its limitations. Then, we introduce a Relative Triplet Loss (RTL), an adapted triplet loss to overcome those limitations through loss weighting based on anchors similarity. Through a series of experiments, we demonstrate that replacing a triplet loss with RTL outperforms previous state-of-the-art without the need for any data augmentation. In addition, we demonstrate why batch normalization is more suited for SBIR embeddings than l2-normalization and show that it improves significantly the performance of our models. We further investigate the capacity of models required for the photo and sketch domains and demonstrate that the photo encoder requires a higher capacity than the sketch encoder, which validates the hypothesis formulated in [34]. Then, we propose a straightforward approach to train small models, such as ShuffleNetv2 [22] efficiently with a marginal loss of accuracy through knowledge distillation. The same approach used with larger models enabled us to outperform previous state-of-the-art results and achieve a recall of 62.38% at k = 1 on The Sketchy Database [30].


翻译:基于草图的图像检索(Sketch-Based Image Retrieval, SBIR)是多媒体检索中的关键任务,其目标是从图像集中检索出与给定草图查询相匹配的图像。研究者已提出多种高性能方案,但多数聚焦于通过三元组损失、四元组损失、数据增强及边缘提取等方法提升嵌入质量。本文从多角度切入该问题:首先分析训练数据质量并揭示其局限性;继而提出相对三元组损失(Relative Triplet Loss, RTL)——一种基于锚点相似度进行损失加权的改进三元组损失,以克服上述局限。系列实验表明,无需任何数据增强,用RTL替代三元组损失即可超越现有最优方法。此外,我们论证了SBIR嵌入中批量归一化比L2归一化更具适应性,并证明其显著提升了模型性能。进一步探究照片域与草图域所需模型容量后,发现照片编码器需要比草图编码器更高的容量,验证了文献[34]的假设。最后提出一种直接方法,通过知识蒸馏高效训练小型模型(如ShuffleNetv2 [22]),仅牺牲微小精度损失。将该方法应用于大型模型后,我们在Sketchy Database [30]上以k=1达到62.38%的召回率,超越此前最优结果。

0
下载
关闭预览

相关内容

百篇论文纵览大型语言模型最新研究进展
专知会员服务
70+阅读 · 2023年3月31日
NeurlPS 2022 | 自然语言处理相关论文分类整理
专知会员服务
51+阅读 · 2022年10月2日
专知会员服务
26+阅读 · 2021年4月2日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9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
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4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
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24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
0+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
0+阅读 · 2014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 · 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 · 2009年12月31日
Arxiv
14+阅读 · 2022年5月6日
Arxiv
20+阅读 · 2021年9月22日
On Feature Normalization and Data Augmentation
Arxiv
15+阅读 · 2020年2月25日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | CFPO:用反事实策略优化提升多模态推理
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:45
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:43
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:31
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:11
《人工智能生成的零日漏洞:对未来作战的影响》
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
8+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
相关VIP内容
百篇论文纵览大型语言模型最新研究进展
专知会员服务
70+阅读 · 2023年3月31日
NeurlPS 2022 | 自然语言处理相关论文分类整理
专知会员服务
51+阅读 · 2022年10月2日
专知会员服务
26+阅读 · 2021年4月2日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9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
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
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4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
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24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
0+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
0+阅读 · 2014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 · 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 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员