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| 本文作者： 雪莉?休斯敦 | 編輯：郭奕欣 | 2017-07-23 13:40 | 專題：CVPR 2017 |
CVPR是近十年來計算機視覺領域全球最有影響力、內容最全面的頂級學術會議，由全球最大的非營利性專業技術學會IEEE（電氣和電子工程師協會）主辦。2017谷歌學術指標（Google Scholar）按論文引用率排名， CVPR位列計算機視覺領域榜首。據雷鋒網AI科技評論了解，今年CVPR審核了2620篇文章，最終收錄783篇，錄取率29%，口頭報告錄取率僅2.65%。
騰訊AI Lab計算機視覺總監劉威博士介紹到，「CVPR的口頭報告一般是當年最前沿的研究課題，在學界和工業界都影響很大，每年都集齊如斯坦福大學和谷歌等全球最知名高校和科技公司。
今年，騰訊AI Lab有六篇論文入選CVPR，下面雷鋒網AI科技評論將逐一介紹這幾篇論文的摘要。
最近的研究工作已經表明了使用前饋卷積神經網絡來實現圖像快速風格轉變的可行性。而清華大學與騰訊AI實驗室的研究基于這一點在實踐上更近了一步，他們通過使用前饋網絡對視頻進行風格轉化，同時還保持了風格化視頻幀圖像的時間一致性。在《實時視頻風格轉化實現》這篇論文中，作者介紹到，他們所使用的前饋網絡是通過強制執行連續幀的輸出既保持原有的風格又具有良好的連續性進行的訓練得到的。更具體的，作者提出了一種混合損失（hybrid loss）理論，充分利用輸入畫面幀的畫面信息，圖像的風格信息和連續幀的時間信息對圖像進行處理。為了計算在訓練階段的時間損失，作者提出了一種全新的兩幀協同訓練的機制。與原先直接硬性的將已有的畫面風格轉入視頻的方法相比，這種全新的方式摒除了原有方法對耗時優化的依賴，即可保持畫面的時間連續性，又消除了畫面閃爍的問題，確保視頻風格遷移實時、高質、高效和完整性，從而實現更好的視覺欣賞效果。
論文鏈接：Real Time Neural Style Transfer for Videos
德州大學阿靈頓分校（University of Texas-Alington）與騰訊AI實驗室提出了就基于病理圖片進行的病人生存預測方法——WSISA，有效地支持大數據時代的精準個性化醫療。眾所周知的是，基于圖像的精準醫院技術很早就進入人們的視野，并可通過這種技術對癌癥病人進行更好的治療。然而，病理組織學的整幅圖像（WSI，Whole Slide Histopathological Image）的千兆像素（gigapixel）分辨率在計算量上否定了傳統生存模型在該領域的可行性。這種模型通常需要進行手動標記，并需在感興趣的區域（ROI，Region of Interest）進行區分，因此，在千兆像素的圖像中，計算機無法直接的通過區分出來的圖塊進行學習。另外，由于腫瘤的異質性，通過一小部分的圖塊并不能完全代表病人的生存狀態。同時，用于生存預測訓練的病人樣本通常不足。這都給生存預測帶來難點。在這篇論文中，作者提出了一種有效的分析框架克服了上文介紹的難點，即WSISA，全尺寸、無標注、基于病理圖片的病人生存有效預測方法。首先通過自適應采樣方法提取每個WSI上的各個小圖塊（patch），然后將小圖塊進行分組劃分簇。作者提出了訓練基于深度卷積生存（DeepConvSurv）預測結果的累積模型來記性病人層面的預測。與現有的基于圖像的生存模型相比不同的是，這種模型可以有效地提取和利用WSI上所有可進行區分的小圖塊來進行預測。在目前的研究領域，這種方法還未有人提出過。通過論文中的方法，作者用三種數據集對膠質瘤和非小細胞肺癌的生存預測進行了研究，研究結果證實了WSISA架構可以極大程度的提高預測的精準性。
論文鏈接：WSISA: Making Survival Prediction from Whole Slide Histopathological Images
由新加坡國立大學（National University of Singapore）和騰訊AI實驗室聯合發布的論文《用于所監督對象定位的深度自學習》提出的依靠檢測器自身段改進訓練樣本質量，不斷增強檢測器性能的一種全新的深度自學習方法，破解了所監督目標檢測問題中訓練樣本質量低的瓶頸。大多數現有的弱監督定位（WSL）方法通過對圖像級別的監督學習識別到的特征區塊來進行探測器的學習。然而，這些特征不包含空間位置的相關信息，同時對探測器的學習來說，其所提供的樣本數據質量都比較差。為了克服這樣的問題，本文提出了一種深度自學習方法，是檢測器學習獲取可靠的樣本對象特征并以此為基礎重新訓練自己。相應的，隨著探測器本身檢測能力的提高和提供的位置信息質量的提高，于是便能進一步的提高較好質量的數據。為了實現這樣的自學習，文中提出了一個種子樣本采集方法，通過圖像到對象的傳輸和密集的子圖采集獲取可靠的正樣本來進行探測器的初始化。作者進一步的提供了一種在線支持樣本收集計劃來動態地選擇最為可信的正樣本，并提供成熟的訓練方法對探測器進行訓練。為了防止探測器在訓練過程中陷入因過適應而造成的困境中，作者還引入了一種方法來引導自學習過程?；赑ASCAL 2007和2012的實驗結果則證實了這種方法相較于現有方法的顯著效率優勢。
論文鏈接：Deep Self-Taught Learning for Weakly Supervised Object Localization
由沙特阿拉伯的阿布多拉國王科技大學與騰訊AI實驗室聯合發表的論文《多樣圖像標注》提出了一種新的圖像自動標注方式，即用少量多樣性的標簽表達盡量多的圖像信息，其充分利用標簽之間的語義關系，從而使得自動標注的結果與人類標注的結果更加相近。DIA（多樣圖樣標注）的目標是使用有限數量的標簽對圖像進行描述，因此，使用的標簽需要涵蓋盡可能多的有用信息。相比于常規性的圖像標注任務，DIA要求的標簽不僅是對圖像的代表信息，還需要相互關聯，從而減少冗余。為了實現這一目標，作者吧DIA設定為子集選擇問題，并基于有條件的DPP（Determinantal Point Process行列式點處理）模型（其同時具備代表性representation和多樣性diversity）。通過進一步地在候選標簽中探索語義層次和同義詞來選擇適宜的語義連接路徑。即為，在進行標簽選擇時，對同一個圖像進行標注時拋棄那些相近的語義，避免同時出現。這種限制正是被嵌入在有條件的DPP模型算法中。傳統標注方法中，標簽的選擇則僅關注了整體圖像的代表性（包括：準確性，查全率和F1得分）而正忽略了標簽的多樣性特征。因此，本論文所提出的新的方法是在傳統方法基礎上的一大提升。通過另一衍生主題的研究，可以證實文中所提出的方法與人類標注的模式更為相近?；趦蓚€benchmark數據集的實驗結果則證實了通過這種方法做出的多樣性圖像標注更讓人滿意。
這是一篇由騰訊AI實驗室、約翰霍普金斯大學和加州大學洛杉磯分校聯合發表的論文，其論述了利用對稱性和/或曼哈頓特性對單個和多個圖像進行三維物體結構設計的方法。許多人工設計制造的物體都具有內在對稱性和曼哈頓結構特性。這篇論文建立通過假設一個正交投影模型，當單幅或多幅圖像均來自從一個類別的物體，比如，不同的汽車，提出了一個使用對稱性和曼哈頓特性對三維空間模型進行估計的方法。通過分析，僅使用單幅圖像中的曼哈頓特性就足以將所對應的相機投影進行恢復，同時，再使用對稱性將其3D結構進行恢復。然而，因為單一圖像的閉塞性，很難從其中提取曼哈頓特性。延伸到多個圖像的狀態，則可以使用物體的對稱性，這時不再需要曼哈頓軸。因此，通過這樣的思路，作者提出了一種新的剛性結構，它利用運動方法，利用物體的對稱性和使用同一個分類的多幅圖像作為輸入，從而進行三維物體的結構設計。通過Pascal3D+數據集的實驗證實了這種方法相較于一般方法的明顯優勢。
由浙江大學、哥倫比亞大學，山東大學、騰訊AI實驗室和新加坡國立大學（National University of Singapore）聯合發表的論文《SCA-CNN：卷積神經網絡中的注意力模型》針對圖像描述生成任務，基于卷積網絡的多層特征來動態生成文本描述，進而提出了空間及頻道感知上的注意力模型。當前，視覺注意力已經成功的應用于結構預測的任務，比如：視覺字幕和問答功能。現有的視覺注意力模型通常是基于空間的，即通過對視覺注意力的空間概率建模重置對輸入圖像進行編碼的卷積神經網絡（CNN）的最后一個轉換層特征映射。然而，研究認為，這種空間注意力不一定符合注意力機制，即結合語境固定時間的動態特征提取，因為卷積神經網絡的特征是自然空間的，頻道感知的和多層的。在這篇論文中，作者引入了一種新穎的卷積神經網絡，稱為SCA-CNN，其將空間和頻道感知注意力融合進卷積神經網絡。在實現給圖像增加字幕的任務時，SCA-CNN動態的調整在多層特征映射中句子生成的語境，從而編譯視覺注意力的兩個特征：where（即在所層疊中注意力的空間位置）和what（即吸引注意力的頻道）。論文通過三種benchmark的圖像字幕數據集對提出的SCA-CNN架構進行評估，包括：Flickr8K，Flickr30和MSCOCO。通過評估證實了基于SCA-CNN架構進行圖像字幕注解相對于目前已有方法的明顯優勢。
論文鏈接：SCA-CNN: Spatial and Channel-wise Attention in Convolutional Networks for Image Captioning
雷鋒網整理編譯
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