論文の概要: ERL-MPP: Evolutionary Reinforcement Learning with Multi-head Puzzle Perception for Solving Large-scale Jigsaw Puzzles of Eroded Gaps

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.09608v1
• Date: Sun, 13 Apr 2025 14:56:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-23 03:51:26.443369
• Title: ERL-MPP: Evolutionary Reinforcement Learning with Multi-head Puzzle Perception for Solving Large-scale Jigsaw Puzzles of Eroded Gaps
• Title（参考訳）: ERL-MPP:エロッドギャップの大規模Jigsawプッズ解決のためのマルチヘッドノズル知覚による進化的強化学習
• Authors: Xingke Song, Xiaoying Yang, Chenglin Yao, Jianfeng Ren, Ruibin Bai, Xin Chen, Xudong Jiang,
• Abstract要約: マルチヘッド・プッフル・パーセプションを用いた進化的強化学習の枠組みを提案する。 提案したERL-MPPは、大きなギャップを持つJPLEG-5データセットと大規模なパズルを持つMITデータセットで評価される。 両方のデータセットのすべての最先端モデルよりも大幅に優れています。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 28.009783235854584
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Solving jigsaw puzzles has been extensively studied. While most existing models focus on solving either small-scale puzzles or puzzles with no gap between fragments, solving large-scale puzzles with gaps presents distinctive challenges in both image understanding and combinatorial optimization. To tackle these challenges, we propose a framework of Evolutionary Reinforcement Learning with Multi-head Puzzle Perception (ERL-MPP) to derive a better set of swapping actions for solving the puzzles. Specifically, to tackle the challenges of perceiving the puzzle with gaps, a Multi-head Puzzle Perception Network (MPPN) with a shared encoder is designed, where multiple puzzlet heads comprehensively perceive the local assembly status, and a discriminator head provides a global assessment of the puzzle. To explore the large swapping action space efficiently, an Evolutionary Reinforcement Learning (EvoRL) agent is designed, where an actor recommends a set of suitable swapping actions from a large action space based on the perceived puzzle status, a critic updates the actor using the estimated rewards and the puzzle status, and an evaluator coupled with evolutionary strategies evolves the actions aligning with the historical assembly experience. The proposed ERL-MPP is comprehensively evaluated on the JPLEG-5 dataset with large gaps and the MIT dataset with large-scale puzzles. It significantly outperforms all state-of-the-art models on both datasets.
• Abstract（参考訳）: ジグソーパズルの解法は広く研究されている。 既存のほとんどのモデルは、断片間のギャップのない小さなパズルやパズルの解決に重点を置いているが、ギャップのある大規模なパズルの解決は、画像理解と組合せ最適化の両方において顕著な課題を示している。 これらの課題に対処するために,多頭部ノズル知覚を用いた進化強化学習(ERL-MPP)の枠組みを提案する。 具体的には,共有エンコーダを用いたマルチヘッドパズル知覚ネットワーク(MPPN)を設計し,複数のパズルヘッドが局所的な組立状態を包括的に知覚し,識別器ヘッドがパズルのグローバルな評価を行う。 大規模なスワッピング動作空間を効率的に探索するために、進化強化学習(EvoRL)エージェントを設計し、認識されたパズル状態に基づいて、アクターが大きなアクション空間から適切なスワップ動作のセットを推奨し、批評家が推定された報酬とパズル状態を用いてアクターを更新し、進化戦略と結合した評価器が歴史的アセンブリ体験と整合したアクションを進化させる。 提案したERL-MPPは、大きなギャップを持つJPLEG-5データセットと大規模なパズルを持つMITデータセットで包括的に評価される。 両方のデータセットのすべての最先端モデルよりも大幅に優れています。

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