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特征图的降维与重塑
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特征图的降维与重塑
首先Backbone如ResNet、VGG等会输出一个特征图这个特征图通常具有较高的通道数、高度和宽度例如C×H×W。为了将其输入到Transformer中通常会先通过一个1×1的卷积核进行降维将通道数减少到d这是为了降低计算复杂度并保持信息的有效性。降维后的特征图尺寸变为d×H×W然后这个三维张量被reshape成一个二维张量d×HW其中HW是特征图上的总像素数高度乘以宽度。这个二维张量的每一行代表一个“token”它包含了对应像素位置上的信息。
Self-Attention机制
Self-Attention机制在Transformer的Encoder阶段会计算一个HW×HW的Attention Matrix注意力矩阵。这个矩阵的每一个元素代表了一个token即特征图上的一个点对另一个token的注意力权重。
Attention Matrix
Attention Matrix与目标检测关键的观点在于由于token的数量与特征图上的像素个数相同因此Attention Matrix上的每一个值实际上都考虑了特征图空间上的两个点。这两个点可以看作是构建了一个潜在的bounding box的左上角和右下角或者任意两个对角点这取决于你如何解释这些点。从这个角度来看当神经网络基于Attention Matrix进行思考时它实际上也在对潜在的bounding box进行思考。这是因为Attention Matrix中的权重反映了特征图上不同位置之间的关联性和重要性这些关联性和重要性对于确定物体的位置和形状即bounding box至关重要。
总结对目标检测任务的利好
由于Self-Attention机制能够自然地捕捉特征图上的空间关系并且这些关系可以被解释为潜在的bounding box因此这对于目标检测任务是非常有利的。它允许模型在不需要额外处理或特殊层的情况下就能够学习到物体的位置和形状信息。总的来说这个观点强调了Transformer的Self-Attention机制与目标检测任务之间的自然联系并解释了为什么Transformer在目标检测领域也取得了显著的成功。
