論文の概要: X-Fake: Juggling Utility Evaluation and Explanation of Simulated SAR Images
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.19436v1
- Date: Sun, 28 Jul 2024 09:27:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-30 18:12:26.189027
- Title: X-Fake: Juggling Utility Evaluation and Explanation of Simulated SAR Images
- Title(参考訳): X-Fake:シミュレートされたSAR画像の実用性評価と説明をジャグリングする
- Authors: Zhongling Huang, Yihan Zhuang, Zipei Zhong, Feng Xu, Gong Cheng, Junwei Han,
- Abstract要約: 実データと模擬データの分散不整合性は、シミュレーションSAR画像の有用性に影響を与える主な障害である。
本稿では,X-Fake で表されるSAR画像の擬似的な説明を初めて行うことで,信頼性の高い実用性評価フレームワークを提案する。
提案手法は、電磁モデルから得られた4つのシミュレーションSAR画像データセットと、生成人工知能アプローチに基づいて検証される。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 49.546627070454456
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: SAR image simulation has attracted much attention due to its great potential to supplement the scarce training data for deep learning algorithms. Consequently, evaluating the quality of the simulated SAR image is crucial for practical applications. The current literature primarily uses image quality assessment techniques for evaluation that rely on human observers' perceptions. However, because of the unique imaging mechanism of SAR, these techniques may produce evaluation results that are not entirely valid. The distribution inconsistency between real and simulated data is the main obstacle that influences the utility of simulated SAR images. To this end, we propose a novel trustworthy utility evaluation framework with a counterfactual explanation for simulated SAR images for the first time, denoted as X-Fake. It unifies a probabilistic evaluator and a causal explainer to achieve a trustworthy utility assessment. We construct the evaluator using a probabilistic Bayesian deep model to learn the posterior distribution, conditioned on real data. Quantitatively, the predicted uncertainty of simulated data can reflect the distribution discrepancy. We build the causal explainer with an introspective variational auto-encoder to generate high-resolution counterfactuals. The latent code of IntroVAE is finally optimized with evaluation indicators and prior information to generate the counterfactual explanation, thus revealing the inauthentic details of simulated data explicitly. The proposed framework is validated on four simulated SAR image datasets obtained from electromagnetic models and generative artificial intelligence approaches. The results demonstrate the proposed X-Fake framework outperforms other IQA methods in terms of utility. Furthermore, the results illustrate that the generated counterfactual explanations are trustworthy, and can further improve the data utility in applications.
- Abstract(参考訳): SAR画像シミュレーションは、ディープラーニングアルゴリズムの訓練データ不足を補う大きな可能性を秘めているため、多くの注目を集めている。
その結果,シミュレートされたSAR画像の品質評価は実用化に不可欠である。
現在の文献は、主に人間の観察者の知覚に依存する評価に画像品質評価技術を使用している。
しかし、SARのユニークなイメージング機構のため、これらの手法は完全には有効ではない評価結果が得られる可能性がある。
実データと模擬データの分散不整合性は、シミュレーションSAR画像の有用性に影響を与える主な障害である。
そこで本研究では,X-Fake で表されるSAR画像の擬似的説明を初めて行う,信頼性の高い実用性評価フレームワークを提案する。
確率的評価器と因果説明器を一体化し、信頼できる実用性評価を実現する。
本研究では,確率的ベイズ深度モデルを用いて評価器を構築し,実データに基づく後部分布の学習を行う。
定量的に、シミュレーションデータの予測された不確実性は、分布の相違を反映することができる。
因果説明器をイントロスペクティブな変分自動エンコーダで構築し,高分解能な反事実を生成する。
IntroVAEの潜伏コードは、最終的に評価指標と事前情報で最適化され、結果、シミュレーションされたデータの不正確な詳細が明らかになる。
提案手法は、電磁モデルから得られた4つのシミュレーションSAR画像データセットと、生成人工知能アプローチに基づいて検証される。
提案するX-Fakeフレームワークは,他のIQA手法よりも実用性が高いことを示す。
さらに,本研究の結果から,生成した反事実的説明は信頼性が高く,アプリケーションにおけるデータ有用性をさらに向上させる可能性が示唆された。
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