[en] OPEN-SET SEMANTIC SEGMENTATION FOR REMOTE SENSING IMAGES

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: IAN MONTEIRO NUNES
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: MAXWELL
• Palavras-chave em Português: [pt] SENSORIAMENTO REMOTO; [pt] AUTO-ENCODER; [pt] CLASSIFICACAO; [pt] SEGMENTACAO; [pt] CONJUNTO ABERTO; [pt] REDE NEURAL CONVOLUCIONAL; [pt] APRENDIZADO PROFUNDO; [pt] CIENCIA DE DADOS; [en] REMOTE SENSING; [en] AUTO-ENCODER; [en] RECOGNITION; [en] SEGMENTATION; [en] OPEN-SET; [en] CONVOLUTIONAL NEURAL NETWORK; [en] DEEP LEARNING; [en] DATA SCIENCE
• Link de acesso: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=62040&idi=1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=62040&idi=2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.62040

[pt] Coletar amostras que esgotam todas as classes possíveis para tarefas do mundo real geralmente é difícil ou impossível devido a muitos fatores diferentes. Em um cenário realista/viável, os métodos devem estar cientes de que os dados de treinamento estão incompletos e que nem todo o conhecimento está disponível. Portanto, todos os métodos desenvolvidos devem ser capazes de identificar as amostras desconhecidas enquanto executam corretamente a tarefa proposta para as classes conhecidas na fase de testes. Modelos de Reconhecimento de Conjunto Aberto e Segmentação Semântica surgem para lidar com esse tipo de cenário para, respectivamente, tarefas de reconhecimento visual e rotulagem densa. Inicialmente, este trabalho propõe uma nova taxonomia com o objetivo de organizar a literatura e fornecer uma compreensão das tendências teóricas que guiaram as abordagens existentes que podem influenciar métodos futuros. Este trabalho testou as técnicas propostas em dados de sensoriamento remoto, estabelecendo novo estado-da-arte para os resultados dos conjuntos de dados utilizados. A segmentação de conjuntos abertos é uma tarefa relativamente nova e inexplorada, com apenas um punhado de métodos propostos para modelar tais tarefas. Este trabalho também propõe duas técnicas distintas para realizar a segmentação semântica de conjunto aberto. Primeiro, um método chamado OpenGMM estende a estrutura OpenPCS usando uma mistura gaussianas para modelar a distribuição de pixels para cada classe de maneira multimodal. Em segundo lugar, o método de Reconstrução Condicional para Segmentação Semântica de Conjunto Aberto (CoReSeg) aborda o problema usando a reconstrução condicionada por classe das imagens de entrada de acordo com sua máscara. CoReSeg condiciona cada pixel de entrada para todas as classes conhecidas, esperando erros maiores para pixels de classes desconhecidas. A observação dos resultados qualitativos mostra que ambos os métodos propostos produzem melhor consistência semântica em suas predições do que as métodos de referência, resultando em mapas de segmentação mais limpos que se ajustam melhor aos limites do objetos. Além disso, OpenGMM e CoReSeg superaram o estado-da-arte estabelecido pelos métodos de referência para conjuntos de dados de Vaihingen e de Potsdam disponibilizados pelo ISPRS. A terceira abordagem proposta é um procedimento geral de pósprocessamento que usa superpixels para forçar regiões altamente homogêneas a se comportarem igualmente, corrigindo pixels mal classificados dentro dessas regiões. Também propusemos um novo método para geração de superpixels chamado FuSC. Todas as abordagens propostas melhoraram os resultados quantitativos e qualitativos para ambos os conjuntos de dados. Além disso, CoReSeg pósprocessado com FuSC estabeleceu um novo estado-da-arte para segmentaçao de ambos os conjuntos de dados. A implementação oficial de todas as abordagens propostas está disponível em https://github.com/iannunes.