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融合Transformer与CNN,实现各任务性能巅峰,可训练参数减少80%

学姐带你玩AI  · 公众号  ·  · 2024-05-14 18:32

正文

论文er看过来,今天给各位推荐一个热门创新方向: CNN+Transformer

众所周知, CNN 通过多层卷积自动学习空间层级特征,能够有效提取图像局部特征。而 Transformer 通过自注意力机制全局建模,能够有效处理长距离依赖关系。

通过结合这两者的优势,我们不仅可以 在保持运算效率的同时,提高模型在多种计算机视觉任务中的性能 ,还能 实现较好的延迟和精度之间的权衡。

举个栗子:混合架构Lite-Mono。

该模型主要包含两个模块,CDC模块用于提取增强的多尺度局部特征,LGFI模块用于编码长距离的全局特征。实验表明,Lite-Mono在精度上优于Monodepth2,可训练参数减少了80%左右。

目前,这种策略通过多种方式融合两种模型的优点。主流的方法包括早期层融合、横向层融合、顺序融合、并行融合等。我这次整理了 17种 最新的CNN+Transformer结合方案 ,原文以及开源代码都附上了,方便各位学习。

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Lite-Mono: A Lightweight CNN and Transformer Architecture for Self-Supervised Monocular Depth Estimation

方法: 本文提出了一种轻量级的自监督单目深度估计模型Lite-Mono,该模型采用了高效的CNN和Transformer的组合。模型设计了连续空洞卷积(CDC)模块和局部-全局特征交互(LGFI)模块,前者用于提取丰富的多尺度局部特征,后者利用自注意机制将长距离的全局信息编码到特征中。

创新点:

  • 提出了一种轻量级高效的自监督单目深度估计模型,采用了混合的卷积神经网络(CNN)和Transformer架构。
  • 在所提出的编码器的每个阶段中,采用了连续膨胀卷积(CDC)模块来捕捉增强的多尺度局部特征,并且使用了局部-全局特征交互(LGFI)模块来计算MHSA并将全局上下文编码到特征中。
  • 为了减少计算复杂性,本文在通道维度而非空间维度上计算交叉协方差注意力。

LEFORMER: A HYBRID CNN-TRANSFORMER ARCHITECTURE FOR ACCURATE LAKE EXTRACTION FROM REMOTE SENSING IMAGERY

方法: 论文提出了一种名为LEFormer的混合CNN-Transformer架构,用于从遥感图像中准确地提取湖泊。LEFormer包含三个主要模块:CNN编码器、Transformer编码器和交叉编码器融合。

CNN编码器有效地恢复了局部空间信息,并改善了细节。同时,Transformer编码器捕捉了任意长度序列之间的长距离依赖关系,使其能够获得全局特征和上下文信息。交叉编码器融合模块将CNN和Transformer提取的局部和全局特征融合为统一的特征,用作生成的湖泊掩码的输入。

创新点:

  • 提出了LEFormer,一种用于高性能湖泊提取的新型架构。LEFormer结合了CNN和Transformer,以捕捉湖泊遮罩预测所需的短程和长程依赖关系,从而获得强大的特征。LEFormer在两个基准数据集上实现了SOTA性能和效率。
  • 提出了轻量级Transformer编码器,降低了模型的计算和参数需求,同时保持高性能。通过CNN和Transformer提取的局部和全局特征经过交叉编码器融合模块融合,作为生成湖泊遮罩的统一特征输入。这种结构实现了高准确性和低计算成本的轻量级网络结构。

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Learned Image Compression with Mixed Transformer-CNN Architectures

方法: 论文提出了一种高效的并行Transformer-CNN混合(TCM)块,将CNN的局部建模能力和Transformer的非局部建模能力相结合,进而设计了一种新的基于TCM块的图像压缩架构,并提出了一种基于Swin-Transformer的注意力模块来改进通道熵模型的性能。

创新点:

  • 提出了一个高效的并行Transformer-CNN混合(TCM)块,以将CNN的局部建模能力和Transformer的非局部建模能力有效结合,从而改进了图像压缩模型的整体架构。
  • 基于最新的熵估计模型和注意力模块的进展,提出了一种使用通道压缩的参数高效的Swin-Transformer-based attention(SWAtten)模块的通道自回归熵模型。







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