Vision transformers have gained popularity recently, leading to the development of new vision backbones with improved features and consistent performance gains. However, these advancements are not solely attributable to novel feature transformation designs; certain benefits also arise from advanced network-level and block-level architectures. This paper aims to identify the real gains of popular convolution and attention operators through a detailed study. We find that the key difference among these feature transformation modules, such as attention or convolution, lies in their spatial feature aggregation approach, known as the "spatial token mixer" (STM). To facilitate an impartial comparison, we introduce a unified architecture to neutralize the impact of divergent network-level and block-level designs. Subsequently, various STMs are integrated into this unified framework for comprehensive comparative analysis. Our experiments on various tasks and an analysis of inductive bias show a significant performance boost due to advanced network-level and block-level designs, but performance differences persist among different STMs. Our detailed analysis also reveals various findings about different STMs, including effective receptive fields, invariance, and adversarial robustness tests.


翻译:近年来,视觉Transformer逐渐受到广泛关注,推动了具有改进特征和持续性能提升的新型视觉骨干网络的发展。然而,这些进步并非完全归因于新颖的特征变换设计;部分优势也源于先进的网络级和块级架构。本文旨在通过详细研究,厘清流行卷积算子与注意力算子的实际增益。我们发现,注意力或卷积等特征变换模块的关键差异在于其空间特征聚合方式,即"空间令牌混合器"。为促进公平比较,我们引入统一架构以消除不同网络级和块级设计的影响。随后,将各类空间令牌混合器集成至此统一框架中进行全面对比分析。我们在多项任务上的实验及归纳偏置分析表明:先进的网络级和块级设计能带来显著性能提升,但不同空间令牌混合器之间仍存在性能差异。我们的详细分析还揭示了关于不同空间令牌混合器的多项发现,包括有效感受野、不变性及对抗鲁棒性测试等特性。

1
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
3+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
3+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
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
10+阅读 · 2021年11月10日
Arxiv
31+阅读 · 2021年6月30日
Arxiv
13+阅读 · 2021年5月25日
Arxiv
19+阅读 · 2018年5月17日
VIP会员
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
3+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
3+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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员