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基于扩散模型的交通场景及更广泛场景下的分布外检测

Silvio Galesso Philipp Schröppel Hssan Driss Thomas Brox

摘要

近年来,面向语义分割的分布外(Out-of-Distribution, OoD)检测研究主要聚焦于道路场景——这一领域具有有限的语义多样性。在本工作中,我们突破这一限制,将该任务的适用范围拓展至一般自然图像。为此,我们提出:1)基于ADE20k数据集构建的ADE-OoD基准,该基准涵盖来自多样化领域的图像,具有较高的语义多样性;2)一种新颖的基于扩散模型得分匹配的OoD检测方法(Diffusion-based OoD Detection, DOoD),该方法对语义多样性的提升具有良好的鲁棒性。ADE-OoD基准包含室内与室外图像,定义了150个语义类别作为分布内(in-distribution)类别,并包含多种分布外(OoD)物体。对于DOoD方法,我们在语义分布内嵌入表示上训练一个基于MLP架构的扩散模型,并基于得分匹配的理论框架,在推理阶段计算像素级的OoD得分。在常见的道路场景OoD检测基准上,DOoD的性能达到或优于现有最先进方法,且无需使用异常样本进行训练,也不依赖对数据域的先验假设。在ADE-OoD基准上,DOoD显著优于此前的方法,但仍存在较大的提升空间,为未来研究提供了广阔方向。


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