論文の概要: Predictive Uncertainty Quantification for Bird's Eye View Segmentation: A Benchmark and Novel Loss Function

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.20986v2
• Date: Sun, 02 Mar 2025 07:46:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-04 17:04:19.274914
• Title: Predictive Uncertainty Quantification for Bird's Eye View Segmentation: A Benchmark and Novel Loss Function
• Title（参考訳）: 鳥の視線分割のための予測的不確かさの定量化:ベンチマークと新しい損失関数
• Authors: Linlin Yu, Bowen Yang, Tianhao Wang, Kangshuo Li, Feng Chen,
• Abstract要約: 本稿では,Bird's Eye View (BEV)セグメンテーションにおける予測不確実性定量化のためのベンチマークを提案する。 本研究は,非分類および非分布画素の検出における定量化不確実性の有効性に焦点をあてる。 本研究では,不均衡なデータに特化して設計された新しい損失関数Uncertainty-Focal-Cross-Entropy (UFCE)を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.193504550494486
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The fusion of raw sensor data to create a Bird's Eye View (BEV) representation is critical for autonomous vehicle planning and control. Despite the growing interest in using deep learning models for BEV semantic segmentation, anticipating segmentation errors and enhancing the explainability of these models remain underexplored. This paper introduces a comprehensive benchmark for predictive uncertainty quantification in BEV segmentation, evaluating multiple uncertainty quantification methods across three popular datasets with three representative network architectures. Our study focuses on the effectiveness of quantified uncertainty in detecting misclassified and out-of-distribution (OOD) pixels while also improving model calibration. Through empirical analysis, we uncover challenges in existing uncertainty quantification methods and demonstrate the potential of evidential deep learning techniques, which capture both aleatoric and epistemic uncertainty. To address these challenges, we propose a novel loss function, Uncertainty-Focal-Cross-Entropy (UFCE), specifically designed for highly imbalanced data, along with a simple uncertainty-scaling regularization term that improves both uncertainty quantification and model calibration for BEV segmentation.
• Abstract（参考訳）: 生のセンサーデータを融合してバードアイビュー(Bird's Eye View, BEV)表現を生成することは、自動運転車の計画と制御にとって重要である。 BEVセマンティックセグメンテーションにディープラーニングモデルを使うことへの関心が高まっているにもかかわらず、セグメンテーションエラーを予測し、これらのモデルの説明可能性を高めることは、まだ未解決のままである。 本稿では、BEVセグメンテーションにおける予測不確実性定量化のための総合的なベンチマークを提案し、3つの代表的ネットワークアーキテクチャを持つ3つの一般的なデータセットにおける複数の不確実性定量化手法を評価する。 本研究は,モデルキャリブレーションの改善とともに,誤分類および非分布(OOD)画素の検出における定量化不確実性の有効性に焦点をあてる。 経験的分析により、既存の不確実性定量化手法の課題を明らかにし、アレタリックおよびてんかんの両不確実性を捉える明らかな深層学習技術の可能性を実証する。 これらの課題に対処するため、高不均衡なデータに特化して設計された新しい損失関数Uncertainty-Focal-Cross-Entropy (UFCE) と、BEVセグメンテーションのための不確実性定量化とモデルキャリブレーションの両方を改善する単純な不確実性スケーリング正規化項を提案する。

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