首个基于Transformer的目标检测模型上线，大目标检测超越Faster R-CNN

新智元报道

编辑：元子

【新智元导读】Facebook AI Research的六名成员研究了近期非常流行的Transformer神经网络架构，创建了一个端到端的目标检测AI。研究员声称这种方法简化了目标检测模型的创建，并减少了对手工组件的需求。

Facebook AI Research的六名成员研究了近期非常流行的Transformer神经网络架构，创建了一个端到端的目标检测AI。研究员声称这种方法简化了目标检测模型的创建，并减少了对手工组件的需求。

该模型被命名为 Detection Transformer（DETR），可以一次性识别图像中的全部物体。

重构目标检测任务

DETR将目标检测任务视为一个图像到集的问题。给定一个图像，模型必须预测出一个无序的集合（或列表），每个对象都由其类别表示，并在每个对象的周围有一个紧密的边界框。

这种表达方式特别适合于Transformer。研究人员将一个卷积神经网络（CNN）与一个Transformer编码器-解码器架构（Transformer encer-decoder）进行连锁，该架构从图像中提取局部信息，然后给出预测。

传统的计算机视觉模型通常使用一个复杂的、半手动制作的流水线，依靠自定义层来对图像中的对象进行定位，然后提取特征。而DETR用更简单的神经网络取代了这一点，它提供了一个真正的端到端的深度学习解决方案。

Transformer的自关注机制允许DETR对图像进行全局推理，也可以对预测的具体对象进行全局推理。例如，该模型可能会查看图像的其他区域，从而对边界框中的对象做出判断。

另外，它还可以根据图像中的对象之间的关系或相关性进行预测。例如，如果DETR预测图像中包含一个站在沙滩上的人，那么它可以预测出部分遮挡的物体更有可能是冲浪板而非滑板。相比之下，其他检测模型则是孤立地预测每个物体。

向NLP和计算机视觉任务的统一方法推进

FAIR称，DETR是第一个成功地将Transformer架构，作为检测管道中的核心构件集成的目标检测框架。作者们还说，Transformer可以像近年来的自然语言处理一样，给计算机视觉带来革命性的变革，或者说是弥补了NLP和计算机视觉之间的差距。

他们声称：「新的模型在概念上很简单，不需要专门的库，与许多其他现代检测器不同。」

Transformer网络架构由谷歌的研究人员在2017年创建，最初是作为改进机器翻译的一种方式，但现在已经成长为机器学习的基石，用于制作一些最流行的预训练SOTA语言模型，如谷歌的BERT、Facebook的RoBERTa等。

谷歌AI首席执行官Jeff Dean及其他AI大佬们都认为，基于Transformer的语言模型是2019年的一大趋势，而且会在2020年持续保持这个趋势。

Transformer使用注意力函数代替递归神经网络来预测下一个序列中会出现什么。当应用于物体检测时，Transformer能够省去构建模型的步骤，比如需要创建空间锚和自定义层等。

根据arXiv上论文结果显示，DETR所取得的结果可以与Faster R-CNN相媲美。

Faster R-CNN主要由微软研究公司创建的目标检测模型，自2015年推出以来，该模型已经获得了近1万次引用。

DETR是Facebook最新的AI计划，它期待通过语言模型解决方案来解决计算机视觉的挑战，尤其擅长对材料分类，研究者推测，解码器注意力机制具有的全局推理特性是产生这一结果的关键因素。

本月早些时候，Facebook推出了Hateful Meme数据集和挑战，倡导创建多模态人工智能，以便能够识别备忘录中的图片和附带文字何时违反Facebook政策。