論文の概要: Open-set Anomaly Segmentation in Complex Scenarios
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.19706v1
- Date: Mon, 28 Apr 2025 12:00:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-02 19:15:54.415652
- Title: Open-set Anomaly Segmentation in Complex Scenarios
- Title(参考訳): 複合シナリオにおけるオープンセット異常セグメンテーション
- Authors: Song Xia, Yi Yu, Henghui Ding, Wenhan Yang, Shifei Liu, Alex C. Kot, Xudong Jiang,
- Abstract要約: 本稿では,複雑なシナリオにおけるオープンセット異常セグメンテーションのベンチマークであるComsAmyを紹介する。
ComsAmyは、幅広い悪天候、動的な運転環境、様々な異常タイプを含む。
本稿では,エネルギーとエントロピーの相補的情報を統合する新しいエネルギ-エントロピー学習(EEL)戦略を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 88.11076112792992
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Precise segmentation of out-of-distribution (OoD) objects, herein referred to as anomalies, is crucial for the reliable deployment of semantic segmentation models in open-set, safety-critical applications, such as autonomous driving. Current anomalous segmentation benchmarks predominantly focus on favorable weather conditions, resulting in untrustworthy evaluations that overlook the risks posed by diverse meteorological conditions in open-set environments, such as low illumination, dense fog, and heavy rain. To bridge this gap, this paper introduces the ComsAmy, a challenging benchmark specifically designed for open-set anomaly segmentation in complex scenarios. ComsAmy encompasses a wide spectrum of adverse weather conditions, dynamic driving environments, and diverse anomaly types to comprehensively evaluate the model performance in realistic open-world scenarios. Our extensive evaluation of several state-of-the-art anomalous segmentation models reveals that existing methods demonstrate significant deficiencies in such challenging scenarios, highlighting their serious safety risks for real-world deployment. To solve that, we propose a novel energy-entropy learning (EEL) strategy that integrates the complementary information from energy and entropy to bolster the robustness of anomaly segmentation under complex open-world environments. Additionally, a diffusion-based anomalous training data synthesizer is proposed to generate diverse and high-quality anomalous images to enhance the existing copy-paste training data synthesizer. Extensive experimental results on both public and ComsAmy benchmarks demonstrate that our proposed diffusion-based synthesizer with energy and entropy learning (DiffEEL) serves as an effective and generalizable plug-and-play method to enhance existing models, yielding an average improvement of around 4.96% in $\rm{AUPRC}$ and 9.87% in $\rm{FPR}_{95}$.
- Abstract(参考訳): アウト・オブ・ディストリビューション(OoD)オブジェクトの精密セグメンテーションは、自律運転のようなオープンな安全クリティカルなアプリケーションにおいて、セグメンテーションモデルの信頼性の高い展開に不可欠である。
現在の異常セグメンテーションベンチマークは、主に良好な気象条件に焦点を当てており、低照度、濃霧、大雨など、様々な気象条件によって引き起こされるリスクを無視する不確実な評価がなされている。
このギャップを埋めるために、複雑なシナリオにおけるオープンセットの異常セグメンテーションのために特別に設計された、挑戦的なベンチマークであるComsAmyを紹介する。
ComsAmyは、現実的なオープンワールドシナリオにおけるモデルパフォーマンスを包括的に評価するために、幅広い悪天候条件、動的な運転環境、様々な異常タイプを包含している。
いくつかの最先端の異常セグメンテーションモデルに対する広範囲な評価により、既存の手法はこのような困難なシナリオにおいて重大な欠陥を示し、実際の展開における深刻な安全性リスクを浮き彫りにしていることが明らかとなった。
そこで我々は,複雑なオープンワールド環境下での異常セグメンテーションの堅牢性を高めるために,エネルギーとエントロピーの相補的情報を統合する新しいエネルギ-エントロピー学習(EEL)戦略を提案する。
さらに,拡散型異常学習データ合成器を提案し,多彩で高品質な異常画像を生成し,既存のコピー・ペースト・トレーニングデータ合成装置を強化する。
一般およびComsAmyベンチマークの総合的な実験結果から,我々の提案した拡散に基づくエネルギー・エントロピー学習(DiffEEL)は,既存のモデルを改善するための効果的で一般化可能なプラグアンドプレイ法として機能し,$\rm{AUPRC}$の4.96%,$\rm{FPR}_{95}$の9.87%の平均的な改善が得られた。
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