11 天前

重新审视端到端半监督目标检测中的类别不平衡问题

Purbayan Kar, Vishal Chudasama, Naoyuki Onoe, Pankaj Wasnik
重新审视端到端半监督目标检测中的类别不平衡问题
摘要

半监督目标检测(Semi-Supervised Object Detection, SSOD)随着基于伪标签的端到端方法的发展取得了显著进展。然而,许多现有方法仍面临类别不平衡问题的挑战,这严重影响了伪标签生成器的性能。此外,现有研究普遍发现,低质量的伪标签严重制约了SSOD的整体表现。本文深入分析了低质量伪标签的根本成因,并提出了一系列创新的学习机制以提升伪标签生成的质量。为应对高漏检率(高假阴性率)和低精度的问题,本文引入了一种自适应阈值机制,使所提出的网络能够有效筛选出最优的候选边界框。为进一步提升边界框定位的准确性,我们设计了Jitter-Bagging模块,通过引入多样化的扰动信息,增强模型对目标位置的感知能力,从而实现对边界框的精细化优化。此外,本文还提出了两种新型损失函数,分别利用教师网络和学生网络预测的背景与前景得分,以提升伪标签的召回率。同时,本方法通过对教师网络施加严格的监督策略——即同时输入强增强与弱增强的数据——以生成更具鲁棒性的伪标签,从而有效提升对小尺寸及复杂结构目标的检测能力。大量实验结果表明,所提出的模型在MS-COCO和Pascal VOC两个主流数据集上均显著优于当前最先进的方法。尤其值得注意的是,该方法仅需20%的标注数据,即可使基线网络达到100%全监督训练下的性能水平,充分验证了其在极低标注成本下的高效性与优越性。

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