Weakly-supervised object localization aims to indicate the category as well as the scope of an object in an image given only the image-level labels. Most of the existing works are based on Class Activation Mapping (CAM) and endeavor to enlarge the discriminative area inside the activation map to perceive the whole object, yet ignore the co-occurrence confounder of the object and context (e.g., fish and water), which makes the model inspection hard to distinguish object boundaries. Besides, the use of CAM also brings a dilemma problem that the classification and localization always suffer from a performance gap and can not reach their highest accuracy simultaneously. In this paper, we propose a casual knowledge distillation method, dubbed KD-CI-CAM, to address these two under-explored issues in one go. More specifically, we tackle the co-occurrence context confounder problem via causal intervention (CI), which explores the causalities among image features, contexts, and categories to eliminate the biased object-context entanglement in the class activation maps. Based on the de-biased object feature, we additionally propose a multi-teacher causal distillation framework to balance the absorption of classification knowledge and localization knowledge during model training. Extensive experiments on several benchmarks demonstrate the effectiveness of KD-CI-CAM in learning clear object boundaries from confounding contexts and addressing the dilemma problem between classification and localization performance.
翻译:微弱监督对象本地化的目的是显示图像中仅提供图像级标签的对象的类别和范围。 大部分现有作品都基于分类激活映射( CAM), 并努力扩大激活地图中的歧视性区域, 以感知整个对象, 但却忽略了对象和背景( 如鱼类和水) 的共同混淆者, 这使得模型检查难以区分对象界限。 此外, 使用 CAM 也带来了一个两难问题, 即分类和本地化总是受到性能差距的影响, 无法同时达到最高精确度 。 在本文中, 我们提出了一个临时知识蒸馏方法, 称为 KD- CI- CAM, 以一面解决这两个未得到充分探索的问题 。 更具体地说, 我们通过因果干预( CI) 解决共同的相重叠背景问题, 探索图像特征、 环境及类别之间的因果关系, 以消除课堂激活图中的偏差对象- 相纠结。 基于分化( 缩缩略图 ), 解析( DD- C) 的本地学习框架, 我们进一步提出在学习模型和本地化( C) 深度) 分类中, 解析化( C) 的多重分析( 模型) 基础化( C) 的多重) 模型, 我们提议一个基础化( 学习) 模型, 的、 学习模型和学习模型的多层次化( K) 的多重) 模型 的多重分析、 模型 模型 模型 模型 、 、 模型、 模型、 模型、 模型和多重化( 模型、 、 、 模型、 模型、 、 模型、 、 模型、 、 、 、 模型、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 模型、 、 模型、 、 、 模型、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、