Since the fully convolutional network has achieved great success in semantic segmentation, lots of works have been proposed focusing on extracting discriminative pixel feature representations. However, we observe that existing methods still suffer from two typical challenges, i.e. (i) large intra-class feature variation in different scenes, (ii) small inter-class feature distinction in the same scene. In this paper, we first rethink semantic segmentation from a perspective of similarity between pixels and class centers. Each weight vector of the segmentation head represents its corresponding semantic class in the whole dataset, which can be regarded as the embedding of the class center. Thus, the pixel-wise classification amounts to computing similarity in the final feature space between pixels and the class centers. Under this novel view, we propose a Class Center Similarity layer (CCS layer) to address the above-mentioned challenges by generating adaptive class centers conditioned on different scenes and supervising the similarities between class centers. It utilizes a Adaptive Class Center Module (ACCM) to generate class centers conditioned on each scene, which adapt the large intra-class variation between different scenes. Specially designed loss functions are introduced to control both inter-class and intra-class distances based on predicted center-to-center and pixel-to-center similarity, respectively. Finally, the CCS layer outputs the processed pixel-to-center similarity as the segmentation prediction. Extensive experiments demonstrate that our model performs favourably against the state-of-the-art CNN-based methods.


翻译:自从完全革命网络在语义分解方面取得巨大成功以来,许多作品被提出来,侧重于提取具有歧视性的像素特征。然而,我们观察到,现有方法仍面临两种典型的挑战,即:(一) 不同场景的类内特征差异很大,(二) 同一场景的阶级特征差异较小。在本文中,我们首先从类似像素和类中心之间的相似性的角度重新思考语义分解问题。每个分解头的重量矢量在整个数据集中代表其相应的语义类,这可以被视为阶级中心的嵌入。因此,从像素分类到类中心之间的最终特征空间的分类相当于计算相似性,即(一) 不同场景的类间特征差异;(二) 在同一场景中,我们提出一个类中心相似性特征差异(CScS层),以应对上述挑战,方法是在不同场景上建立适应性的班级中心,并监督类中心之间的相似性。它利用一个适应性级级中心模块(ACCM)来生成每个场景的等级中心,这可以被视为包含阶级中心的嵌。因此,平级内部偏差的校内和中间级之间演算出相似的演算。我们之间最终的市级间级间测算到不同的市际变。特别- 级间测算。

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