論文の概要: Reachability Embeddings: Scalable Self-Supervised Representation
Learning from Markovian Trajectories for Geospatial Computer Vision
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.12521v1
- Date: Sun, 24 Oct 2021 20:10:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-10-26 14:16:22.759337
- Title: Reachability Embeddings: Scalable Self-Supervised Representation
Learning from Markovian Trajectories for Geospatial Computer Vision
- Title（参考訳）: reachability embeddeds: 地理的コンピュータビジョンのためのマルコフ軌道からのスケーラブルな自己教師付き表現学習
- Authors: Swetava Ganguli, C. V. Krishnakumar Iyer, Vipul Pandey
- Abstract要約: ラベルのないGPSトラジェクトリから地理的位置の表現を学習するための自己教師付き手法を提案する。
スケーラブルで分散されたアルゴリズムは、リーチビリティ・サマリーと呼ばれるイメージライクな表現を計算するために提示される。
到達可能性埋め込みは意味的に意味のある表現であり、結果として性能が4～23%向上することを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Self-supervised representation learning techniques utilize large datasets
without semantic annotations to learn meaningful, universal features that can
be conveniently transferred to solve a wide variety of downstream supervised
tasks. In this paper, we propose a self-supervised method for learning
representations of geographic locations from unlabeled GPS trajectories to
solve downstream geospatial computer vision tasks. Tiles resulting from a
raster representation of the earth's surface are modeled as nodes on a graph or
pixels of an image. GPS trajectories are modeled as allowed Markovian paths on
these nodes. A scalable and distributed algorithm is presented to compute
image-like representations, called reachability summaries, of the spatial
connectivity patterns between tiles and their neighbors implied by the observed
Markovian paths. A convolutional, contractive autoencoder is trained to learn
compressed representations, called reachability embeddings, of reachability
summaries for every tile. Reachability embeddings serve as task-agnostic,
feature representations of geographic locations. Using reachability embeddings
as pixel representations for five different downstream geospatial tasks, cast
as supervised semantic segmentation problems, we quantitatively demonstrate
that reachability embeddings are semantically meaningful representations and
result in 4-23% gain in performance, while using upto 67% less trajectory data,
as measured using area under the precision-recall curve (AUPRC) metric, when
compared to baseline models that use pixel representations that do not account
for the spatial connectivity between tiles. Reachability embeddings transform
sequential, spatiotemporal mobility data into semantically meaningful
image-like representations that can be combined with other sources of imagery
and are designed to facilitate multimodal learning in geospatial computer
vision.
- Abstract（参考訳）: 自己教師付き表現学習技術は意味的アノテーションを使わずに大規模なデータセットを用いて意味のある普遍的な特徴を学習する。
本稿では,下流の地理空間コンピュータビジョンタスクを解決するために,ラベルのないGPS軌道から地理的位置の表現を学習するための自己教師付き手法を提案する。
地球表面のラスタ表現から生じるタイルは、画像のグラフまたはピクセル上のノードとしてモデル化される。
GPS軌道はこれらのノード上で許容されるマルコフ経路としてモデル化される。
拡張性のある分散アルゴリズムは、観測されたマルコフ経路によって暗示されるタイルとその隣人間の空間的接続パターンの到達可能性要約と呼ばれるイメージライクな表現を計算する。
畳み込み型契約型オートエンコーダは、各タイルの到達可能性サマリーの到達可能性埋め込みと呼ばれる圧縮表現を学ぶために訓練される。
到達可能性埋め込みは、地理的位置のタスクに依存しない特徴表現として機能する。
Using reachability embeddings as pixel representations for five different downstream geospatial tasks, cast as supervised semantic segmentation problems, we quantitatively demonstrate that reachability embeddings are semantically meaningful representations and result in 4-23% gain in performance, while using upto 67% less trajectory data, as measured using area under the precision-recall curve (AUPRC) metric, when compared to baseline models that use pixel representations that do not account for the spatial connectivity between tiles.
到達可能性埋め込みは、シーケンシャルで時空間的なモビリティデータを、意味的に意味のあるイメージのような表現に変換し、他の画像ソースと組み合わせることができ、地理空間コンピュータビジョンにおけるマルチモーダル学習を容易にするように設計されている。
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