题目： 混合任务级联
MNC:多任务网络级联，COCO2015分割比赛冠军
FCIS: 首个用于图像实例分割任务的全卷积、端到端的解决方案，该架构在 COCO 2016 图像分割竞赛中获得了第一名。
PANet: CVPR2018关于实例分割（instance segmentation）的文章，既是COCO2017实例分割比赛的冠军，也是目标检测比赛的第二名。
CC-Net:2019
Cascade R-CNN：CVPR2018
Deep Layer Cascade：2017 CVPR
TridentNet：ICCV2019,多尺度+空洞卷积
实例分割的进阶三级跳：从 Mask R-CNN 到 Hybrid Task Cascade
进阶准备Cascade Mask R-CNN
由于 Cascade R-CNN 在目标检测上的效果非常好，作者首先尝试将 Cascade R-CNN 和 Mask R-CNN 直接进行杂交，得到子代 Cascade Mask R-CNN，如上图(a)所示。在这种实现里，每一个 stage 和 Mask R-CNN 类似，都有一个 mask 分支和 bounding box 分支。当前 stage 会接受 RPN 或者上一个 stage 回归过的 bounding boxes 作为输入，然后预测新的 bounding boxes 和 mask。这也是实验中作者所比较的 baseline 模型。(前面已经展示过实验效果了)从实验表格中（见P4图）可以看到其实这个 baseline 模型已经很强了， 这种框架已经达到了超越mask rcnn的效果，但是还存在一个比较明显的弊端，就是在box AP 上提高了 3.5 个点，但是在 mask AP 上只提高了 1.2 个点。这是为什么呢？我们发现直接参与级联的只有box的结果，而且在这个结果的过程中，box和mask的结果并没有信息交互这样的过程。
进阶第一步：Interleaved Execution（实验结果看P6上图）
Cascade R-CNN 虽然强行在每一个 stage 里面塞下了两个分支，但是这两个分支之间在训练过程中没有任何交互，它们是并行执行的。所以作者提出了 Interleaved Execution（交叉执行），也就是在每个 stage 里，先执行 bounding box 分支，将回归过后的 bounding box（经过一个pool） 再交由 mask 分支来预测 mask，如上图(b)所示。这样既增加了每个 stage 内不同分支之间的交互，也消除了训练和测试流程的 gap（差异）。作者发现这种设计对 Mask R-CNN 和 Cascade Mask R-CNN 的 mask 分支都有一定提升（但是由实验结果来看感觉提升不大）。
进阶第二步：Mask Information Flow
（我们回顾上面两种结构，我们发现不同stage之间的信息流主要只有一种，就是通过bbox这条支路传递的信息）
这一步起到了非常重要的作用，对一般 cascade（级联） 结构的设计和改进也具有借鉴意义。作者首先回顾了原始的 Cascade R-CNN 结构（见P6页左下图），每个 stage 都只有 bounding box分支。当前 stage 对下一个 stage 产生影响的途径有两条：
Bi+1的输入特征是Bi预测出回归后的 框 通过 RoI Align 获得的；
Bi+1的回归目标是依赖Bi的框预测的。
这就是bounding box 分支的信息流，让下一个 stage 的特征和学习目标和当前的 stage 有关。在 cascade 的结构中，这种信息流很重要，让不同 stage 之间在逐渐调整，而不是类似于一种 ensemble（全体）。
然而在 Cascade Mask R-CNN 中，不同 stage 之间的 mask 分支是没有任何直接的信息流的，Mi+1只和当前Bi通过 RoI Align有关联，而与Mi没有任何的联系。多个 stage 的 mask 分支更像是用不同分布的数据进行训练，然后在测试的时候进行 ensemble，而没有起到 stage 之间逐渐调整和增强的作用。为了解决这一问题，我们在相邻的 stage 的 mask 分支之间增加了一条连接，提供 mask 分支的信息流，让Mi+1能够知道Mi的特征。具体实现上如P6页右下图中红色部分所示，我们将Mi的特征经过一个1×1卷积做 feature embedding（特征嵌入），然后输入到Mi+1，这样Mi+1既能得到 backbone 的特征，也能得到上一个 stage 的特征。
进阶第三步：Semantic Feature Fusion（见P7）
这一步是我们尝试将语义分割引入到实例分割的框架中，以获得更好的 spatial context。因为语义分割需要对全图进行精细的像素级的分类，所以它的特征是具有很强的空间位置信息，同时对前景和背景有很强的辨别能力。通过将这个分支的语义信息再融合到 bounding box 和 mask 分支中，这两个分支的性能可以得到较大的提升。
在具体设计上，为了最大限度地和实例分割模型复用 backbone，减少额外的参数，我们在原始的FPN的基础上增加了一个简单的全卷积网络用来做语义分割。首先将FPN的5个 levels 的特征图 resize 到相同大小并相加，然后经过一系列的卷积，再分别预测出语义分割结果和语义分割特征。这里作者使用了 COCO-Stuff 的标注来监督语义分割分支的训练。红色的特征将和原来的 bounding box 和 mask 分支进行融合（在下图中没有画出来），融合的方法作者也是用的简单的相加。
