Residual Attention Network for Image Classification

[chullhwan-song]

https://arxiv.org/abs/1704.06904 CVPR-2017 Spotlight

[chullhwan-song]

What?

• CNN 계열 attention 초기 유명 논문 > spatial attention 부분에서
• image classification task
• 모듈처럼 기존 cnn net에 끼워넣음. > resnet

Residual Attention Network

• Residual Unit, ResNeXt, Inception 에 쉽게 모듈하여 결합할수 있다.
  • 이렇게 주장하지만, 실제로는 그렇지 않다라고 생각됨.(해보니 어려움)
• 크게 두가지 부분 > 이두부분이 joint하여 구성 -> highway network의 방식 모사.
  • mask branch()= soft mask branch
    • bottom-up and Top-Down 구조
    • residual unit과 max pooling의 조합
    • 일종의 de-convolution를 이용한 segmentation과 구조와 유사
      • down sampling vs up sampling 구조
      • up sampling 할때, Linear interpolation
        • Linear interpolation의 수는 max pooling동일하다.
      • 이후, 1x1 conv 를 두번한다. 왜 하지?? > 차원을 줄이려는듯~
      • 최종적으로, sigmoid layer -normalize [0, 1]
  • trunk branch()
    • bottom-up 과 top-down (M(x))와 T(x)는 skip-connection
      
      • i ranges over all spatial positions
      • c is channel index
  • 수식 (1)의 back-propa 가능
    
    • 는 branch parameter, 는 trunk parameter
• Attention Residual Learning = resnet과의 결합.
  • F는 original feature
  • 이 두 구조를 가지는 속성은 robust to noisy labels.
• Spatial Attention and Channel Attention
  • soft mask output 전에 activation function 안에서 normalization step 형태로써 변환를 통해 mask branch와 결합가능 > 그니까 여기서는 이 activation function를 애기하려는듯~
    • ?? > 이부분이 저런
  • three types of activation functions > constrains to attention can still be added to mask branch by changing normalization step in activation function before soft mask output.
  • Mixed attention f1 : Mixed attention f1 without additional restriction use simple sigmoid for each channel and spatial position
  • Channel attention f2 performs L2 normalization within all channels for each spatial position to remove spatial information.
  • Spatial attention f3 performs normalization within feature map from each channel
  • i ranges over all spatial positions
  • c ranges over all channels.
  • mean_c and std_c denotes the mean value and standard deviation of feature map from c-th channel
  • x_i denotes the feature vector at the ith spatial position.
• 전체 network 구조

실험