論文の概要: A Semi-supervised Object Detection Algorithm for Underwater Imagery
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.04834v1
- Date: Wed, 7 Jun 2023 23:40:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-09 17:02:16.600387
- Title: A Semi-supervised Object Detection Algorithm for Underwater Imagery
- Title(参考訳): 水中画像のための半教師付き物体検出アルゴリズム
- Authors: Suraj Bijjahalli, Oscar Pizarro, and Stefan B. Williams
- Abstract要約: 本稿では, 変分オートエンコーダ(VAE)に基づく半教師付きフレームワークを用いて, 人工物体を異常として扱い, 検出することを提案する。
本研究では,学習した低次元潜在空間における画像データをクラスタリングし,異常な特徴を含む可能性のある画像を抽出する手法を提案する。
大規模な画像データセットに両方の手法を適用することで、人間のオペレーターが興味のある対象を特定するために、偽陽性率の低い候補異常なサンプルを提示できることを実証する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 10.017195276758455
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Detection of artificial objects from underwater imagery gathered by
Autonomous Underwater Vehicles (AUVs) is a key requirement for many subsea
applications. Real-world AUV image datasets tend to be very large and
unlabelled. Furthermore, such datasets are typically imbalanced, containing few
instances of objects of interest, particularly when searching for unusual
objects in a scene. It is therefore, difficult to fit models capable of
reliably detecting these objects. Given these factors, we propose to treat
artificial objects as anomalies and detect them through a semi-supervised
framework based on Variational Autoencoders (VAEs). We develop a method which
clusters image data in a learned low-dimensional latent space and extracts
images that are likely to contain anomalous features. We also devise an anomaly
score based on extracting poorly reconstructed regions of an image. We
demonstrate that by applying both methods on large image datasets, human
operators can be shown candidate anomalous samples with a low false positive
rate to identify objects of interest. We apply our approach to real seafloor
imagery gathered by an AUV and evaluate its sensitivity to the dimensionality
of the latent representation used by the VAE. We evaluate the precision-recall
tradeoff and demonstrate that by choosing an appropriate latent dimensionality
and threshold, we are able to achieve an average precision of 0.64 on
unlabelled datasets.
- Abstract(参考訳): AUV(Autonomous Underwater Vehicles)が収集した水中画像から人工物体を検出することは、多くの海底探査において重要な要件である。
現実世界のAUV画像データセットは非常に大きく、遅延しない傾向にある。
さらに、このようなデータセットは通常、不均衡であり、特にシーン内の異常なオブジェクトを検索する際に、関心のあるオブジェクトのインスタンスがほとんど含まれない。
したがって、これらの物体を確実に検出できるモデルに適合することは困難である。
これらの要因を考慮し,人工物体を異常として扱い,変分オートエンコーダ(vaes)に基づく半教師付きフレームワークを用いて検出する。
学習した低次元潜在空間における画像データをクラスタリングし,異常な特徴を含む可能性のある画像を抽出する手法を開発した。
また画像の貧弱な再構成領域の抽出に基づく異常スコアも考案した。
大規模な画像データセットに両方の手法を適用することで、人間のオペレーターが興味のある対象を特定するために、偽陽性率の低い候補サンプルを提示できることを実証する。
我々は,AUVが収集した実際の海底画像にアプローチを適用し,VAEが使用する潜水表現の次元に対する感度を評価する。
精度・リコールトレードオフを評価し,適切な潜在次元としきい値を選択することで,ラベルなしデータセットで平均0.64の精度が得られることを示す。
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