最近一段時間，人工智能技術(shù)呈爆炸式發(fā)展，展現(xiàn)出的能力足以顛覆很多人的想象與世界觀。 4月初，Meta公司發(fā)布的名為“Segment Anything Model”（SAM）的通用AI大模型，號稱可以“零樣本分割一切”。也就是說，SAM能從照片或視頻圖像中對任意對象實現(xiàn)一鍵分割，并且能夠零樣本遷移到其他任務(wù)中。但是，和大多數(shù)“通用模型”（Foundation Model）一樣，SAM在很多任務(wù)上的表現(xiàn)也不全都完美。

近日，由魔芯科技、浙江大學(xué)、湖州師范學(xué)院、新加坡科技設(shè)計大學(xué)(SUTD)、北京航空航天大學(xué)等多單位聯(lián)合發(fā)表國際學(xué)術(shù)論文，發(fā)現(xiàn)了SAM這一通用大模型在部分下游任務(wù)上的性能表現(xiàn)不佳，并首次提出了將任務(wù)特定知識和大模型SAM學(xué)到的通用知識和在下游任務(wù)中結(jié)合，進(jìn)行適應(yīng)調(diào)優(yōu)（而非重新訓(xùn)練）的方法。研究提出了一個輕量的Adapter框架將這些任務(wù)相關(guān)的知識輸入進(jìn)SAM中，以實現(xiàn)SAM在下游任務(wù)的針對性應(yīng)用。

這項研究成果開辟了利用大型預(yù)訓(xùn)練圖像模型在不同領(lǐng)域和工業(yè)應(yīng)用中進(jìn)行各種下游分割任務(wù)研究的新時代。它為研究人員和從業(yè)者提供了有價值的見解，展示了如何利用內(nèi)部知識和外部控制信號來適應(yīng)預(yù)訓(xùn)練模型，以在具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)中實現(xiàn)最先進(jìn)的性能。該研究成果還為醫(yī)學(xué)圖像處理、自然科學(xué)、農(nóng)牧業(yè)、遙感等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新思路。

圖：魔芯科技攜多單位發(fā)表關(guān)于“分割一切模型SAM”的國際學(xué)術(shù)論文

AI人工智能研究已經(jīng)見證了一個由大規(guī)模海量數(shù)據(jù)上訓(xùn)練的模型所帶來的范式上的轉(zhuǎn)變。這些模型，或稱為基礎(chǔ)模型，如BERT、DALL-E和GPT-3，已經(jīng)在許多語言或視覺任務(wù)中顯示出有優(yōu)秀的結(jié)果。

在這些基礎(chǔ)模型中，Segment Anything Model（SAM）作為一個在大型視覺語料庫上訓(xùn)練的通用圖像分割模型取得了顯著的突破。事實證明，SAM在不同的場景下具有成功的分割能力，這使得它在圖像分割和計算機(jī)視覺的相關(guān)領(lǐng)域邁出了突破性的一步。

然而，由于計算機(jī)視覺包含了廣泛的問題，SAM的不完整性是顯而易見的，這與其他基礎(chǔ)模型類似，因為訓(xùn)練數(shù)據(jù)不能包含整個語料庫，工作場景也會有變化。在本研究中，作者首先在一些具有挑戰(zhàn)性的低層次結(jié)構(gòu)分割任務(wù)中測試SAM，包括偽裝物體檢測（隱蔽場景）和陰影檢測，作者發(fā)現(xiàn)在一般圖像上訓(xùn)練的SAM模型在這些情況下不能完美地 "分割任何東西"，包括影子檢測、偽裝物體檢測等。

因此，一個關(guān)鍵的研究問題是：如何高效利用大型模型從大規(guī)模語料庫中獲得的能力，并利用它們使下游的任務(wù)受益？

在這項工作中，來自魔芯科技、浙江大學(xué)、新加坡科技設(shè)計大學(xué)等單位的研究者提出了SAM-Adapter，它是一個針對上述研究問題的優(yōu)秀解決方案。這項開創(chuàng)性的工作首次嘗試將大型預(yù)訓(xùn)練的圖像分割一切模型SAM適應(yīng)于特定的下游任務(wù)，并提高其性能。正如其名，SAM-Adapter是一種非常簡單而有效的適應(yīng)技術(shù)，可以同時利用來自大模型的內(nèi)部知識和針對下游任務(wù)設(shè)定的外部控制信號。在該方法中，信息是通過視覺提示傳達(dá)給網(wǎng)絡(luò)的，這已被證明了在用最少的額外可訓(xùn)練參數(shù)，能高效地將一個凍結(jié)的大基礎(chǔ)模型適應(yīng)到許多下游任務(wù)工作。

圖：SAM-Adapter (Ours) 在偽裝物體檢測上的性能測試

這項工作率先證明了大規(guī)模海量數(shù)據(jù)訓(xùn)練給SAM帶來的特殊能力可以被應(yīng)用到其他數(shù)據(jù)領(lǐng)域。SAM-Adapter可以被用作這樣的遷移。作者在影子檢測、偽裝物體檢測等任務(wù)的數(shù)據(jù)上實現(xiàn)了超過已有算法的高性能(SOTA)表現(xiàn)。未來，我們相信SAM-Adapter作為一個通用框架，可以被應(yīng)用于更多不同領(lǐng)域的各種下游分割任務(wù)中，包括在醫(yī)學(xué)影像診斷、農(nóng)業(yè)、工業(yè)檢測等不同領(lǐng)域。

     最近一段時間，人工智能技術(shù)呈爆炸式發(fā)展，展現(xiàn)出的能力足以顛覆很多人的想象與世界觀。 4月初，Meta公司發(fā)布的名為“Segment Anything Model”（SAM）的通用AI大模型，號稱可以“零樣本分割一切”。也就是說，SAM能從照片或視頻圖像中對任意對象實現(xiàn)一鍵分割，并且能夠零樣本遷移到其他任務(wù)中。但是，和大多數(shù)“通用模型”（Foundation Model）一樣，SAM在很多任務(wù)上的表現(xiàn)也不全都完美。

近日，由魔芯科技、浙江大學(xué)、湖州師范學(xué)院、新加坡科技設(shè)計大學(xué)(SUTD)、北京航空航天大學(xué)等多單位聯(lián)合發(fā)表國際學(xué)術(shù)論文，發(fā)現(xiàn)了SAM這一通用大模型在部分下游任務(wù)上的性能表現(xiàn)不佳，并首次提出了將任務(wù)特定知識和大模型SAM學(xué)到的通用知識和在下游任務(wù)中結(jié)合，進(jìn)行適應(yīng)調(diào)優(yōu)（而非重新訓(xùn)練）的方法。研究提出了一個輕量的Adapter框架將這些任務(wù)相關(guān)的知識輸入進(jìn)SAM中，以實現(xiàn)SAM在下游任務(wù)的針對性應(yīng)用。

這項研究成果開辟了利用大型預(yù)訓(xùn)練圖像模型在不同領(lǐng)域和工業(yè)應(yīng)用中進(jìn)行各種下游分割任務(wù)研究的新時代。它為研究人員和從業(yè)者提供了有價值的見解，展示了如何利用內(nèi)部知識和外部控制信號來適應(yīng)預(yù)訓(xùn)練模型，以在具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)中實現(xiàn)最先進(jìn)的性能。該研究成果還為醫(yī)學(xué)圖像處理、自然科學(xué)、農(nóng)牧業(yè)、遙感等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新思路。

圖：魔芯科技攜多單位發(fā)表關(guān)于“分割一切模型SAM”的國際學(xué)術(shù)論文

AI人工智能研究已經(jīng)見證了一個由大規(guī)模海量數(shù)據(jù)上訓(xùn)練的模型所帶來的范式上的轉(zhuǎn)變。這些模型，或稱為基礎(chǔ)模型，如BERT、DALL-E和GPT-3，已經(jīng)在許多語言或視覺任務(wù)中顯示出有優(yōu)秀的結(jié)果。

在這些基礎(chǔ)模型中，Segment Anything Model（SAM）作為一個在大型視覺語料庫上訓(xùn)練的通用圖像分割模型取得了顯著的突破。事實證明，SAM在不同的場景下具有成功的分割能力，這使得它在圖像分割和計算機(jī)視覺的相關(guān)領(lǐng)域邁出了突破性的一步。

然而，由于計算機(jī)視覺包含了廣泛的問題，SAM的不完整性是顯而易見的，這與其他基礎(chǔ)模型類似，因為訓(xùn)練數(shù)據(jù)不能包含整個語料庫，工作場景也會有變化。在本研究中，作者首先在一些具有挑戰(zhàn)性的低層次結(jié)構(gòu)分割任務(wù)中測試SAM，包括偽裝物體檢測（隱蔽場景）和陰影檢測，作者發(fā)現(xiàn)在一般圖像上訓(xùn)練的SAM模型在這些情況下不能完美地 "分割任何東西"，包括影子檢測、偽裝物體檢測等。

因此，一個關(guān)鍵的研究問題是：如何高效利用大型模型從大規(guī)模語料庫中獲得的能力，并利用它們使下游的任務(wù)受益？

在這項工作中，來自魔芯科技、浙江大學(xué)、新加坡科技設(shè)計大學(xué)等單位的研究者提出了SAM-Adapter，它是一個針對上述研究問題的優(yōu)秀解決方案。這項開創(chuàng)性的工作首次嘗試將大型預(yù)訓(xùn)練的圖像分割一切模型SAM適應(yīng)于特定的下游任務(wù)，并提高其性能。正如其名，SAM-Adapter是一種非常簡單而有效的適應(yīng)技術(shù)，可以同時利用來自大模型的內(nèi)部知識和針對下游任務(wù)設(shè)定的外部控制信號。在該方法中，信息是通過視覺提示傳達(dá)給網(wǎng)絡(luò)的，這已被證明了在用最少的額外可訓(xùn)練參數(shù)，能高效地將一個凍結(jié)的大基礎(chǔ)模型適應(yīng)到許多下游任務(wù)工作。

圖：SAM-Adapter (Ours) 在偽裝物體檢測上的性能測試

這項工作率先證明了大規(guī)模海量數(shù)據(jù)訓(xùn)練給SAM帶來的特殊能力可以被應(yīng)用到其他數(shù)據(jù)領(lǐng)域。SAM-Adapter可以被用作這樣的遷移。作者在影子檢測、偽裝物體檢測等任務(wù)的數(shù)據(jù)上實現(xiàn)了超過已有算法的高性能(SOTA)表現(xiàn)。未來，我們相信SAM-Adapter作為一個通用框架，可以被應(yīng)用于更多不同領(lǐng)域的各種下游分割任務(wù)中，包括在醫(yī)學(xué)影像診斷、農(nóng)業(yè)、工業(yè)檢測等不同領(lǐng)域。