Existing object detectors typically make predictions in a black-box manner and struggle to simultaneously provide discriminative evidence for their predictions, which limits their deployment in safety-critical scenarios. To explain model predictions, existing post-hoc explanation methods mostly rely on gradient-based or perturbation-based operators. These methods not only introduce additional memory and computational overhead but also make it difficult to ensure that the generated explanations faithfully reflect the model's internal decision-making process. To address these limitations, we propose PIEDet, a prototype-driven intrinsically explainable object detection framework. PIEDet innovatively embeds class prototypes as explicit discriminative units into the classification branch of a one-stage detector, thereby improving detection performance while providing intrinsic interpretability. First, PIEDet constructs hierarchical class prototypes at different detection levels, enabling the model to learn scale-aware class-semantic representations. Second, we propose a prototype-driven feature learning method consisting of prototype regularization and a region-to-prototype matching loss. The former enhances the inter-class discriminability of the prototypes, while the latter encourages prototype responses to focus on object regions. Finally, we introduce a scale-aligned hierarchical prototype supervision mechanism that assigns scale-matched supervision signals to different detection levels, thereby enhancing the scale specificity of the hierarchical prototypes. On the ExDark, RTTS, and VOC2012-FOG datasets, PIEDet improves [email protected] over the baseline by 4.7%, 1.6%, and 4.8%, respectively, while demonstrating superior computational efficiency. Compared with mainstream post-hoc explanation methods, PIEDet achieves a better balance between explanation quality and explanation cost.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

开源书:PyTorch深度学习起步
专知会员服务
51+阅读 · 2019年10月11日
深度学习目标检测算法综述
AI研习社
25+阅读 · 2019年2月1日
用PyTorch做物体检测和追踪
AI研习社
12+阅读 · 2019年1月6日
一文读懂目标检测:R-CNN、Fast R-CNN、Faster R-CNN、YOLO、SSD
七月在线实验室
11+阅读 · 2018年7月18日
Relation Networks for Object Detection 论文笔记
统计学习与视觉计算组
16+阅读 · 2018年4月18日
手把手教 | 深度学习库PyTorch(附代码)
数据派THU
27+阅读 · 2018年3月15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
原创 | Attention Modeling for Targeted Sentiment
黑龙江大学自然语言处理实验室
25+阅读 · 2017年11月5日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017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
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+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
6+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
3+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
13+阅读 · 2019年4月9日
VIP会员
相关主题
最新内容
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
3+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
4+阅读 · 10月15日
综述|谁来改进机器人?迈向物理递归自我改进
专知会员服务
7+阅读 · 10月14日
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
10+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
12+阅读 · 10月13日
相关VIP内容
开源书:PyTorch深度学习起步
专知会员服务
51+阅读 · 2019年10月11日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017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
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+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
6+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
3+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员