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摘要

焦点调制网络（简称FocalNets），其中自注意力（SA）完全由焦点调制模块取代，用于在视觉中建模标记交互。焦点调制包括三个组件：（i）焦点情境化，通过一堆深度卷积层实现，从短到长范围编码视觉上下文，（ii）门控聚合，选择性地将上下文聚集到每个查询标记的调制器中，以及（iii）逐元素仿射变换，将调制器注入查询中。广泛的实验表明，FocalNets表现出卓越的可解释性，并且在图像分类、目标检测和分割任务上，以类似的计算成本优于SoTA SA的对应模型（例如Swin和Focal Transformers）。具体来说，具有微小和基础规模的FocalNets可以在ImageNet-1K上分别达到82.3%和83.9%的top-1准确率。在ImageNet-22K上以224²分辨率进行预训练后，微调时分别在224²和384²分辨率下获得86.5%和87.3%的top-1准确率。
焦点调制网络（FocalNet）调制自动且逐渐聚焦于诱导识别类别的目标区域，如下图所示：

FocalModulation介绍

自注意力（SA）和FocalModulation焦点调制，如下图所示，给定查询token和目标token ，SA 首先执行查询-键交互以计算注意力分数，然后进行查询-值聚合以从其他token中捕捉上下文。相比之下，焦点调制首先将不同粒度级别的空间上下文编码为调制器，然后根据查询token自适应地注入到查询token中。显然，SA需要大量的交互和聚合操作，而焦点调制颠倒了它们的顺序，使两者都变得轻量化。

焦点调制计算公式如下：

其中 q(⋅) 是一个查询投影函数，m(⋅) 是上下文聚合函数，其输出称为调制器。焦点调制具有以下有利特性：
平移不变性：由于 q(⋅) 和 m(⋅) 始终以查询令牌 i 为中心，且不使用位置嵌入，调制对输入特征图 X 的平移不变。
显式输入依赖：通过在目标位置 i 周围聚合局部特征来计算调制 m(⋅)，因此我们的焦点