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Vision Transformer

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简介：
Vision Transformer是一种深度学习模型，它采用Transformer架构处理图像数据，在计算机视觉任务中展现出了卓越性能。 变形的ViT 将可变形多头注意力应用于ViT架构： - 完成日志记录代码及wandb日志记录。 - 实施timm版本（适用于224x224 16补丁尺寸图像）中的执行器和变压器。 - 编码并测试变形注意，变压器与演员相关部分。 - 编码并测试本地感知的初始化，变压器与演员相关部分。 - 编码并测试DeBERTa注意力机制，变压器与演员相关部分。 结果及用法： - 使用可变形多尺度注意机制 - 使用位置编码和查询点中心化注意机制 - 实现了基于局部感知的初始化方法 - 提供执行器的tensorflow实现及相关库支持

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  • Vision Transformer
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    Vision Transformer是一种深度学习模型，它采用Transformer架构处理图像数据，在计算机视觉任务中展现出了卓越性能。 变形的ViT 将可变形多头注意力应用于ViT架构： - 完成日志记录代码及wandb日志记录。 - 实施timm版本（适用于224x224 16补丁尺寸图像）中的执行器和变压器。 - 编码并测试变形注意，变压器与演员相关部分。 - 编码并测试本地感知的初始化，变压器与演员相关部分。 - 编码并测试DeBERTa注意力机制，变压器与演员相关部分。 结果及用法： - 使用可变形多尺度注意机制 - 使用位置编码和查询点中心化注意机制 - 实现了基于局部感知的初始化方法 - 提供执行器的tensorflow实现及相关库支持
     
  • Vision Transformer模型
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    简介：Vision Transformer（ViT）是一种深度学习模型，用于计算机视觉任务。它将图像视为一系列标记序列，利用Transformer架构在多个基准数据集上取得了卓越性能。 视觉变压器的作者包括Alexey Dosovitskiy、Lucas Beyer、Alexander Kolesnikov、Dirk Weissenborn、翟小华（技术贡献）、Thomas Unterthiner、Mostafa Dehghani、Matthias Minderer、Georg Heigold、Sylvain Gelly、Jakob Uszkoreit和Neil Houlsby（建议）。Andreas Steiner准备了开源发布版。该存储库包含了在imagenet21k数据集上预训练的模型，并提供了微调这些已发布模型的代码。 模型概述：我们将图像分割成固定大小的块，线性地嵌入每个块，添加位置嵌入，然后将所得矢量序列馈送到标准变压器中。
     
  • Vision-Transformer-PyTorch：包含预训练模型的Pytorch版Vision Transformer(...)
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    Vision-Transformer-PyTorch项目提供了一个用PyTorch实现的视觉变换器（ViT）框架，并包含了多种预训练模型，适用于图像识别等任务。 视觉变压器-火炬视觉变压器的Pytorch实现提供预先训练的pytorch权重，这些是从原始jax/亚麻权重转换而来的。这是与相关项目的合作成果，并介绍了论文中的PyTorch实施方法。我们提供了从预训练的jax/flax模型转化来的预训练pytorch权重。我们也提供了微调和评估脚本。 安装环境：使用命令`conda create --name vit --file requirements.txt`创建新的虚拟环境，然后激活该环境以开始工作。 可用模델包括多种视觉变压器模型，这些是从原始jax/flax wieghts转换而来的。您可以下载并将文件放在“weights/pytorch”下以使用它们；或者您也可以直接从我们这里获取并将其存放在“weights/jax”目录中以便于使用。我们会在线帮助用户进行权重的转化。 支持的数据集目前包括ImageNet2012、CI等三个数据集。
     
  • Vision Transformer 代码解析
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    本文章深入剖析了Vision Transformer的核心代码结构与工作原理，旨在帮助读者理解基于Transformer模型在视觉任务上的应用细节。 在处理文本任务时广泛采用了Transformer架构，因为文本数据本质上是序列形式的，这与Transformer架构非常契合。 然而，在图像处理领域如何将一张图片转换为一个序列呢？ 对于文本来说，我们通过将其embedding成向量来提取特征。同样的方法也可以应用于图像——即先对图像进行embedding以获得其特征表示。实际上，所谓的“向量”就是一组描述对象特性的数值集合。因此，只要能从图像中提取出特征并转换为向量形式，就能将Transformer架构用于CV任务。 在文本处理中，每个词通常被转化为一个768维的向量；而对图片而言，则可以通过卷积操作来获取其特征表示。例如使用单个卷积核可以得到一维向量，若采用512个不同的卷积核则可生成长度为512的向量序列。 因此，在CV任务中利用Transformer架构时，只需在模型前加上一层embedding层即可实现与NLP任务相同的处理流程。另外还需加入位置编码以提供图像中的空间信息（即像素间的相对距离）。 一旦将图片转换成特征向量序列后，就可以通过堆叠self-Attention机制来进行进一步的分析和操作了。
     
  • Vision Transformer项目的源代码
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    Vision Transformer项目提供了一种新颖的方法来处理视觉识别任务，利用Transformer模型直接对图像进行tokens编码，而非传统的卷积神经网络。此源码实现了该方法的具体应用和创新改进。 Vision Transformer实现代码和预训练模型主要包括以下网络：（1）jx_vit_base_patch16_224_in21k （2）jx_vit_base_patch32_224_in21k。
     
  • 基于PyTorch的Vision Transformer图像分类系统
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    本项目采用PyTorch实现了一种先进的Vision Transformer模型，专为高效准确地进行图像分类设计，展示了Transformer架构在视觉任务中的强大潜力。 Vision Transformer的图像分类系统在PyTorch版本中的实现提供了一种新颖的方法来处理视觉任务。这种方法利用了Transformer架构的优势，将其应用于图像数据上，从而实现了高效的特征提取与分类能力。通过采用自注意力机制，该模型能够更好地捕捉图像中不同部分之间的关系，进而提高识别精度和鲁棒性。
     
  • 适用于密集预测的通用Backbone：Pyramid Vision Transformer (PVT) 代码
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    PVT是一种专为图像密集型预测设计的高效Transformer模型，通过构建金字塔式层级结构优化了多尺度特征表示。此代码实现了该架构的核心功能。 Pyramid Vision Transformer (PVT) 是一种用于密集预测的通用骨干网络设计。该资源包括与 Pyramid Vision Transformer 及其版本 PVT v2 相关的图像分类、目标检测和实例分割代码。
     
  • 基于Pytorch的Vision Transformer (ViT)在图像分类中的应用
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    本研究探讨了利用Pytorch框架下的Vision Transformer（ViT）模型进行图像分类的应用。通过实验分析其性能优势与局限性，为视觉任务提供新的解决方案。 本段落介绍了一个使用Pytorch实现Vision Transformer（ViT）进行图像分类的项目源码。
     
  • 利用Vision Transformer(ViT)进行猫狗图像二分类实践
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    本项目运用Vision Transformer（ViT）模型对猫和狗的图片数据集进行二分类训练与测试，展示ViT在图像识别任务中的强大性能。 在本项目实战中，我们将深入探讨如何利用Vision Transformer（ViT）这一先进的深度学习模型进行图像分类任务，特别是猫狗二分类。Transformer模型最初由Vaswani等人在2017年提出，主要用于自然语言处理领域，但其独特的设计理念——自注意力机制，已经逐渐被引入到计算机视觉（CV）领域，形成了ViT。 一、Vision Transformer概述 ViT是一种基于Transformer架构的图像分类模型，它打破了传统卷积神经网络（CNN）在图像处理中的局部感知野限制。ViT将输入图像分割成一系列固定大小的patches，然后将这些patches线性展开为向量，这些向量作为Transformer的输入序列。通过多层自注意力机制，ViT能捕获不同位置patch之间的全局依赖关系，实现对复杂图像特征的有效提取。 二、ViT模型结构 1. Patch Embedding：图像被切割成多个小块（如16x16像素的patches），然后将每个patch转换为一个一维向量。这个过程通常伴随线性投影，以增加通道维度，与Transformer的输入尺寸相匹配。 2. Positional Encoding：由于Transformer无法内建空间位置信息，所以需要添加位置编码（Positional Encoding）来保留图像的空间顺序信息。 3. Transformer Encoder：核心部分是多层Transformer encoder，包含自注意力层和前馈神经网络（FFN），它们通过残差连接和层归一化构成。自注意力层允许模型考虑每个位置patch与其他所有位置的关系，而FFN则进行非线性变换。 4. Classification Head：在Transformer编码器之后，通常会接一个全连接层作为分类头，用于输出最终的类别概率。 三、猫狗二分类项目流程 1. 数据预处理：收集并整理猫和狗的图像数据集，可能需要进行数据增强，如随机翻转、裁剪、缩放等，以增加模型的泛化能力。 2. 模型构建：根据上述ViT结构搭建模型，选择适当的模型大小（如ViT_base或ViT_large）和训练参数。 3. 训练阶段：利用优化器（如Adam）和损失函数（如交叉熵）对模型进行训练。调整学习率、批次大小等超参数，以达到最佳性能。 4. 验证与调优：在验证集上评估模型性能，根据验证结果进行模型调整，如增加训练轮数、调整学习率策略等。 5. 测试与部署：在测试集上验证最终模型的性能，达到满意效果后，可以将其部署到实际应用中，实现猫狗图像的实时分类。 四、Transformer的优势与挑战 优势： - 全局视野：ViT能够捕获图像中的全局信息，适用于捕捉跨区域的复杂关系。 - 并行计算：Transformer结构利于GPU并行计算，提高训练速度。 - 跨模态应用：Transformer的通用性使其能轻松应用于文本、图像、视频等多种模态数据。 挑战： - 数据需求：ViT通常需要大量的标注数据进行训练，这在某些资源有限的场景下是个挑战。 - 计算资源：相比传统的CNN，ViT可能需要更高的计算资源，特别是在大型模型上。 - 稳定性：模型训练初期可能会出现震荡或不稳定的情况，需要精细调整训练策略。 基于Vision Transformer（ViT）实现猫狗二分类项目实战是一个探索Transformer在计算机视觉领域的应用的实例，展示了Transformer模型在图像分类任务上的潜力。通过实践，我们可以深入了解Transformer的工作原理，并掌握其在实际项目中的应用技巧。
     
  • Vision Transformer在细粒度图像分类中的进展综述
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    本文综述了基于Vision Transformer的细粒度图像分类研究进展，探讨其优势与挑战，并展望未来发展方向。 细粒度图像分类（Fine-Grained Image Classification, FGIC）是计算机视觉领域的一个关键问题，它要求模型能够区分非常相似的对象类别，如不同种类的鸟类或汽车型号。相较于传统图像分类任务，FGIC需要更深入地理解图像中的细微差异。近年来，随着深度学习技术的发展，Transformer模型在视觉应用中表现出色，并逐渐被用于解决FGIC任务。 Vision Transformer（ViT）是受BERT在自然语言处理领域成功的启发，将Transformer架构引入到图像处理中的一种方法。ViT通过将输入图像分割成固定大小的patches并将每个patch作为序列元素输入到Transformer模型中，利用自注意力机制捕捉全局上下文信息。这种设计使得ViT能够捕获长距离依赖关系，并克服了卷积神经网络（CNN）在处理全局信息时存在的局限性。 在FGIC任务中，基于ViT的方法通常关注以下几个关键方面： 1. **特征提取**：首先将图像分割成一系列patch并通过线性投影得到每个patch的初始特征向量。为了保留位置信息，还会添加一个额外的位置编码。通过多层Transformer编码器，模型可以从这些低级特征中学习到高级语义信息。 2. **构建特征关系**：ViT利用自注意力机制来考虑每个patch与其他所有patch的关系，从而理解和区分图像中的细微差异。这对于识别细粒度的视觉细节至关重要。 3. **关注关键区域**：通过注意力机制聚焦于图像的关键部位，例如鸟类模型可能特别注意鸟嘴、翅膀等特征部位。这种机制有助于提高对细粒度差异的敏感性。 4. **增强和正则化技术**：为了提升模型的表现力和鲁棒性，在训练时通常会采用数据增强（如旋转、缩放、裁剪）以及各种模型正则化策略，例如dropout或权重衰减。这些方法可以帮助ViT更好地处理输入的多样性和噪声。 通过在公共数据集上的实验对比，比如CUB-200-2011和Stanford Cars等，研究人员评估了不同ViT模型在FGIC任务中的性能表现。实验结果表明，尽管ViT通常需要更多的计算资源，但在复杂且细粒度的分类任务中往往能够取得优于CNN的表现。 然而，在FGIC领域应用Vision Transformer仍面临一些挑战，包括提高模型效率、增强小样本学习的能力以及更好地利用局部信息等。未来的研究方向可能涉及优化Transformer架构以减少计算成本，开发更有效的注意力机制，并探索ViT与其他视觉模型（如CNN）的融合技术来充分利用各自的优势。 尽管存在这些挑战，Vision Transformer已经为细粒度图像分类带来了新的视角和强大的工具，其潜力已得到广泛认可。随着对Transformer架构理解的深入及优化工作的推进，在FGIC及其他视觉任务中有望看到更多突破性的成果出现。