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结合主动学习与半监督学习的迭代循环方法用于领域自适应语义分割

Licong Guan Xue Yuan

摘要

语义分割是智能交通系统中环境感知的一项关键技术。随着卷积神经网络(CNN)的快速发展,道路场景分析在源域上通常能够取得令人满意的效果。然而,如何确保模型在不同目标域场景下仍具备良好的泛化能力,仍是当前面临的重要挑战。近年来,半监督学习与主动学习被提出以缓解该问题。半监督学习可通过大量未标注数据提升模型精度,但在训练数据有限或分布不均衡的情况下,会产生包含噪声的伪标签;若缺乏人工干预,模型性能可能受限。主动学习能够选择更具代表性的样本进行标注,从而提高学习效率,但由于未充分利用大量未标注数据,模型精度提升受限;当域间差异较大时,查询到次优样本的概率显著增加,导致标注成本上升。本文提出一种融合主动学习与半监督学习的迭代循环方法,用于实现域自适应语义分割。该方法首先利用半监督学习对大量未标注数据进行建模,以提升模型精度,并为后续主动学习提供更可靠的样本选择依据。其次,结合主动学习中的预测不确定性样本选择策略,引入人工干预对伪标签进行修正,有效降低噪声影响。最后,通过灵活的迭代循环机制,在最小化标注成本的前提下,实现最优性能。大量实验结果表明,本方法在GTAV到Cityscapes、SYNTHIA到Cityscapes两个任务上均达到当前最优水平,相较于此前最佳方法,mIoU分别提升了4.9%和5.2%。


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