Oct, 2023

重新审视数据增强对卷积神经网络旋转不变性的作用

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TL;DR卷积神经网络 (CNN) 在各种计算机视觉任务中提供了最先进的性能。本文研究如何在 CNN 中最佳地包括旋转不变性以进行图像分类，并通过数据增强等方法训练网络以实现旋转不变性。
convolutional neural networksaffine invariancesdata augmentationrotational invarianceimage classification
发现论文，激发创造
  • 用于图像分类和搜索的变换不变卷积神经网络

    该研究提出了在卷积神经网络的训练阶段中随机转换特征图以增强模型对空间变换的不变性，从而显著提高了 CNN 在图片识别等许多基准任务上的表现。

    Nov, 2019

  • 球面图像的等变性与增强对比

    本研究分析了卷积神经网络（CNN）在球形图像分类和语义分割中旋转等价性的角色，并以 MNIST 和 FashionMNIST 数据集为基础，比较了 S2CNNs 和标准非等变 CNNs 的性能与推理时间等因素的权衡考虑。研究发现，对于固有的旋转不变的任务，通过大幅增加数据扩增和网络规模，标准 CNNs 可以达到与等变网络至少同样的性能，而对于固有的等变任务，非等变网络始终无法达到等变网络的性能水平。

    Feb, 2022

  • 利用类似卷积实现网络的尺度和旋转等变性增强

    本文提出了一种方法，通过使用可缩放的傅里叶 - 阿甘德表示法和类似卷积的操作来实现卷积神经网络对于平移、旋转和缩放的同时等变性，并验证了该方法在图像分类任务方面的有效性和对缩放和旋转输入的泛化能力。

    Mar, 2023

  • 利用卷积神经网络中的循环对称性

    本文介绍了四种可以插入神经网络模型中的操作，并将它们组合起来使这些模型具有部分对称旋转性，并且使得神经网络可以在不同方向共享参数，从而达到更好的性能和模型尺寸。

    Feb, 2016

  • 卷积神经网络中的区域旋转层

    本文提出一种可插入到既有卷积神经网络中的模块，直接将旋转不变性整合到 CNN 的特征提取层中，而不会增加模型复杂度，通过仅对立体数据进行训练，在旋转测试集上也能表现良好，这将适用于生物医学和天文学等难以获取垂直样本或目标没有方向性的领域，评估结果表明本模块能够有效提高 LeNet-5，ResNet-18 和 tiny-yolov3 的性能表现。

    Feb, 2022

  • 利用等变神经网络进行翻译恢复

    本文提出了一种预分类器恢复器，以恢复被平移（甚至旋转）后的输入到原始输入，该恢复器基于用于张量空间上的平移等变的充分必要条件。

    Jun, 2023

  • 为什么深度卷积神经网络对小图像变换的泛化性表现很差？

    本文研究了卷积神经网络在面对微小图像变换时不具有不变性及其成因。作者提出传统的卷积架构不满足传统采样定理及数据增强只适用于与训练集中典型图像相似的图像，且两种解决方案只能部分解决问题。因此，在网络保持高准确率的情况下保证不变性的问题仍未解决。

    May, 2018

  • 深度神经网络的特征层级增强提高仿射变换鲁棒性

    本文提出了在中间神经网络层引入数据增强以改善卷积神经网络不适用于少量像素旋转或平移的问题，并证明该方法比已有的两种方法获得更好的精度和平均翻转比。

    Feb, 2022

  • 旋转 - 平移等变卷积网络：应用于组织病理图像分析

    本文提出一种框架，通过引入 SE（2）-group 卷积层在卷积神经网络中编码 SE（2）特殊欧几里得运动群的几何结构，实现了平移和旋转等变性。该结构可以学习具有离散定向维度的特征表示，并确保其输出在离散旋转集下具有不变性。在三种不同的组织病理图片分析任务（有丝分裂检测，细胞核分割和肿瘤分类）上，该框架取得了一致的性能提高。

    Feb, 2020

  • 卷积神经网络中的平移不变量量化

    研究卷积神经网络中实现图像识别中的平移不变性的因素，并发现训练数据增量是获得平移不变表示的最重要因素。

    Dec, 2017