视觉人工智能指南

屏蔽自动编码器

掩码自动编码器 (MAE) 是一种自监督方法,可教导视觉模型在大部分图片被隐藏后重建图像。

概述

掩码自动编码器 (MAE) 是一种自监督方法,可教导视觉模型在大部分图片被隐藏后重建图像。通过学习填补空白,该模型无需任何人类标签即可建立丰富的视觉理解。

屏蔽自动编码器属于计算机视觉工作流程,它解释或生成视觉媒体以进行分析、操作和创造力。

深入探讨

蒙面自动编码器由 Kaiming He 和 Meta AI 的同事于 2021 年推出,它拍摄一张图像,将其分割成小块,然后随机隐藏其中很大一部分,通常是 75%。 Vision Transformer 编码器仅处理可见补丁,而轻量级解码器则尝试重建丢失补丁的原始像素。由于隐藏了太多内容,因此模型不能简单地复制附近的像素,并且必须学习有意义的结构,例如形状和物体部分。编码器跳过屏蔽补丁使训练速度更快并且内存效率更高。预训练后,解码器被丢弃,编码器强力转移到分类、检测和分割任务。

技术洞察

关键技巧是不对称性:重型编码器只能看到未屏蔽的 25% 的补丁,而小型解码器则重建其余部分。补丁被展平、线性嵌入并给出位置编码。重建损失是仅在掩模补丁上计算的均方误差,通常是在归一化像素值上计算的。高掩蔽比迫使语义学习而不是低级插值,并且与处理完整图像相比,在编码器剪切中跳过掩蔽标记的计算量显着增加。

掌握屏蔽自动编码器

掩码自动编码器 (MAE) 是一种自监督方法,可教导视觉模型在大部分图片被隐藏后重建图像。通过学习填补空白,该模型无需任何人类标签即可建立丰富的视觉理解。屏蔽自动编码器属于计算机视觉工作流程,它解释或生成视觉媒体以进行分析、操作和创造力。为了建立深入的理解,请将屏蔽自动编码器视为一种操作模型,而不是单一功能:定义所需的结果,澄清假设,并将系统可以可靠地完成的任务与仍需要专家判断的任务分开。

在实践中,使用蒙版自动编码器的强大团队会平衡准确性与数据质量、照明差异和标签一致性等操作现实。他们记录明确的成功标准,根据实际数据和工作流程进行测试,并根据观察到的失败模式而不是一次性基准测试胜利进行迭代。这就是理论理解转变为跨产品、政策和运营的持久能力的地方。

视觉人工智能可以大规模自动化检查、检测和标记任务。同时,如果出处不明,肖像权和同意可能会成为法律风险。最具弹性的方法是将实验速度与治理规则结合起来:运行试点、捕获证据、发布决策日志,并随着模型行为、用户期望和监管要求的发展不断更新保障措施。

战略影响

视觉人工智能可以大规模自动化检查、检测和标记任务。

视觉人工智能可以大规模自动化检查、检测和标记任务。在高质量部署中,这会转化为可衡量的操作规则、所有权边界和定期审查仪式,以便团队可以增强信心,而不是扩大模糊性。

创意团队可以通过更少的手动修改更快地构建概念原型。

创意团队可以通过更少的手动修改更快地构建概念原型。在高质量部署中,这会转化为可衡量的操作规则、所有权边界和定期审查仪式,以便团队可以增强信心,而不是扩大模糊性。

操作可以使用以前难以处理的图像和视频信号。

操作可以使用以前难以处理的图像和视频信号。在高质量部署中,这会转化为可衡量的操作规则、所有权边界和定期审查仪式,以便团队可以增强信心,而不是扩大模糊性。

屏蔽自动编码器的未来

MAE 式的掩模重建正在成为跨模式的默认预训练方法。研究人员正在将其扩展到视频(隐藏时空立方体)、音频频谱图、医学扫描和卫星图像,这些领域的标签稀缺且昂贵。期望与多模态基础模型的语言更紧密地融合、​​更高效的解码器以及针对信息区域的自适应屏蔽。随着计算量的增长,对大量未标记图像集的屏蔽预训练应该会不断提高下游准确性,同时减少对昂贵的人工注释的依赖。

现实世界的实施

在数百万张未标记的照片上预训练 Vision Transformer,然后对其进行微调,以实现高精度的 ImageNet 分类

从未标记的医学扫描(X 射线、MRI)中学习特征,其中专家注释昂贵且有限

通过掩蔽时空补丁来预训练动作识别模型(VideoMAE),使该方法适应视频

对卫星和航空图像进行预训练,以支持土地利用测绘和变化检测,无需手动标签

实施模式

实践中的屏蔽自动编码器

在数百万张未标记的照片上预训练 Vision Transformer,然后对其进行微调,以实现高精度的 ImageNet 分类。

在数百万张未标记的照片上对 Vision Transformer 进行预训练,然后对其进行微调,以实现高精度的 ImageNet 分类。当团队预先定义质量阈值、为边缘情况保留人工升级路径并随着时间的推移跟踪生产力增益和错误成本时,通常会获得更好的结果。

实践中的屏蔽自动编码器

从未标记的医学扫描(X 射线、MRI)中学习特征,其中专家注释昂贵且有限。

从未标记的医学扫描(X 射线、MRI)中学习特征,其中专家注释成本昂贵且有限。当团队预先定义质量阈值、为边缘情况保留人工升级路径并随着时间的推移跟踪生产力增益和错误成本时,通常会获得更好的结果。

实践中的屏蔽自动编码器

通过掩蔽时空补丁来预训练动作识别模型(VideoMAE),使该方法适应视频。

通过屏蔽时空补丁来适应视频预训练动作识别模型 (VideoMAE) 团队在预先定义质量阈值、为边缘情况保留人工升级路径并随着时间的推移跟踪生产力增益和错误成本时,通常会获得更好的结果。

实践中的屏蔽自动编码器

对卫星和航空图像进行预训练,以支持土地利用测绘和变化检测,无需手动标签。

对卫星和航空图像进行预训练,以支持土地利用测绘和变化检测,无需手动标签。当团队预先定义质量阈值、为边缘情况保留人工升级路径并跟踪一段时间内的生产力增益和错误成本时,通常会获得更好的结果。

风险与防护栏

!

如果出处不明,肖像权和同意可能会成为法律风险。

!

模型性能可能因光照、人口统计和环境的不同而有所不同。

!

除非监控置信阈值,否则误报可能会被忽视。

实施路线图

1

定义精确度、召回率和错误成本的接受标准。

定义精确度、召回率和错误成本的接受标准。将每个步骤视为证据门:如果不满足标准,则暂停推出,缩小差距,然后再扩大使用。

2

使用符合实际生产条件的数据进行测试。

使用符合实际生产条件的数据进行测试。将每个步骤视为证据门:如果不满足标准,则暂停推出,缩小差距,然后再扩大使用。

3

为低置信度或高影响力的预测添加人工审核。

为低置信度或高影响力的预测添加人工审核。将每个步骤视为证据门:如果不满足标准,则暂停推出,缩小差距,然后再扩大使用。

4

跟踪模型漂移并在相机或数据集更改后重新验证。

跟踪模型漂移并在相机或数据集更改后重新验证。将每个步骤视为证据门:如果不满足标准,则暂停推出,缩小差距,然后再扩大使用。

不断探索