論文の概要: MetaDetect: Uncertainty Quantification and Prediction Quality Estimates
for Object Detection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.01695v2
- Date: Tue, 6 Oct 2020 15:38:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-10-11 03:24:35.716735
- Title: MetaDetect: Uncertainty Quantification and Prediction Quality Estimates
for Object Detection
- Title(参考訳): 物体検出のための不確実性定量化と予測品質推定
- Authors: Marius Schubert, Karsten Kahl, Matthias Rottmann
- Abstract要約: ディープニューラルネットワークを用いたオブジェクト検出では、ボックスワイドのオブジェクト性スコアは過信される傾向にある。
本稿では,任意のニューラルネットワークに対して予測不確実性推定と品質推定を提供するポスト処理手法を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.230751621285322
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In object detection with deep neural networks, the box-wise objectness score
tends to be overconfident, sometimes even indicating high confidence in
presence of inaccurate predictions. Hence, the reliability of the prediction
and therefore reliable uncertainties are of highest interest. In this work, we
present a post processing method that for any given neural network provides
predictive uncertainty estimates and quality estimates. These estimates are
learned by a post processing model that receives as input a hand-crafted set of
transparent metrics in form of a structured dataset. Therefrom, we learn two
tasks for predicted bounding boxes. We discriminate between true positives
($\mathit{IoU}\geq0.5$) and false positives ($\mathit{IoU} < 0.5$) which we
term meta classification, and we predict $\mathit{IoU}$ values directly which
we term meta regression. The probabilities of the meta classification model aim
at learning the probabilities of success and failure and therefore provide a
modelled predictive uncertainty estimate. On the other hand, meta regression
gives rise to a quality estimate. In numerical experiments, we use the publicly
available YOLOv3 network and the Faster-RCNN network and evaluate meta
classification and regression performance on the Kitti, Pascal VOC and COCO
datasets. We demonstrate that our metrics are indeed well correlated with the
$\mathit{IoU}$. For meta classification we obtain classification accuracies of
up to 98.92% and AUROCs of up to 99.93%. For meta regression we obtain an $R^2$
value of up to 91.78%. These results yield significant improvements compared to
other network's objectness score and other baseline approaches. Therefore, we
obtain more reliable uncertainty and quality estimates which is particularly
interesting in the absence of ground truth.
- Abstract(参考訳): 深層ニューラルネットワークを用いた物体検出では、ボックスワイズ対象性スコアは自信過剰になりがちであり、不正確な予測の存在に対する高い信頼を示すこともある。
したがって、予測の信頼性と信頼できる不確実性が最も高い。
本研究では,任意のニューラルネットワークに対して予測不確実性推定と品質推定を提供するポスト処理手法を提案する。
これらの推定は、構造化データセットの形で手作りの透明なメトリクスのセットを入力として受け取るポスト処理モデルによって学習される。
そこで,予測境界ボックスの2つのタスクを学習する。
我々は、正の値(\mathit{IoU}\geq0.5$)と偽の正の値(\mathit{IoU} < 0.5$)を区別し、メタ回帰を直接呼ぶ$\mathit{IoU}$値を予測する。
メタ分類モデルの確率は、成功と失敗の確率を学習することを目的としており、モデル化された予測の不確実性推定を提供する。
一方、メタ回帰は品質評価をもたらす。
数値実験では、利用可能なYOLOv3ネットワークとFaster-RCNNネットワークを用いて、Kitti、Pascal VOC、COCOデータセットのメタ分類と回帰性能を評価する。
私たちは、我々のメトリクスが実際に$\mathit{IoU}$とよく相関していることを示します。
メタ分類では98.92%までの分類精度と99.93%までのAUROCを得る。
メタ回帰では、最大91.78%のR^2$値を得る。
これらの結果は、他のネットワークの客観性スコアや他のベースラインアプローチと比べて大幅に改善される。
したがって, 基礎事実が存在しない場合に特に興味深い, 信頼性の高い不確実性と品質推定値が得られる。
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