Instanzsegmentierung

Instanzsegmentierung ist eine Computer-Vision-Technik, die einzelne Objekte in einem Bild identifiziert und segmentiert. Im Gegensatz zur semantischen Segmentierung, bei der Pixel auf der Grundlage ihrer semantischen Bedeutung (z. B. Straße, Himmel, Person) gruppiert werden, unterscheidet die Instanzsegmentierung zwischen mehreren Instanzen derselben Objektklasse.

Arbeitsschritte der Instanzsegmentierung

Die Instanzsegmentierung umfasst zwei Hauptschritte: Objekterkennung und semantische Segmentierung.

Im Schritt der Objekterkennung wird das Modell verwendet, um die Begrenzungsrahmen aller Objekte im Bild zu identifizieren.

Im Schritt der semantischen Segmentierung wird jedes Pixel innerhalb jedes Begrenzungsrahmens in eine von mehreren Kategorien eingeteilt. Abschließend werden die Begrenzungsrahmen verfeinert, damit sie zum Umriss jedes Objekts passen.

Herausforderungen der Instanzsegmentierung

Bei der Instanzsegmentierung geht es darum, einzelne Objekte in einem Bild zu identifizieren und abzugrenzen. Dabei sind vier Herausforderungen zu bewältigen.

Eine Herausforderung besteht darin, die Grenzen von Objekten genau abzugrenzen, insbesondere wenn die Objekte nahe beieinander liegen oder komplexe Formen aufweisen.

Eine weitere Herausforderung besteht im Umgang mit Okklusionsfällen, bei denen sich Objekte teilweise überlappen oder nicht sichtbar sind. Auch der Umgang mit unterschiedlichen Objektmaßstäben und -größen in Bildern ist eine Herausforderung.

Darüber hinaus erfordert die Instanzsegmentierung viele Rechenressourcen, da Vorhersagen auf Pixelebene und hochauflösende Feature-Maps erforderlich sind.

Schließlich kann das Sammeln und Kommentieren umfangreicher Datensätze zur Instanzsegmentierung zeitaufwändig und teuer sein, was die Verfügbarkeit von Trainingsdaten für die Entwicklung präziser Modelle einschränkt.

Anwendungen der Instanzsegmentierung

Die Instanzsegmentierung findet in verschiedenen Bereichen Anwendung.

• existierenAutonomes FahrenIm KI-Bereich kann es zum Erkennen und Segmentieren verschiedener Objekte auf der Straße, wie etwa Fahrzeuge, Fußgänger und Verkehrszeichen, eingesetzt werden, um fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme und die autonome Navigation zu unterstützen.
• existierenMedizinische BildgebungBei der MRT hilft die Instanzsegmentierung dabei, einzelne Zellen oder Organe zu identifizieren und zu segmentieren und ermöglicht so eine genaue Analyse und Diagnose. Es wird auch in Überwachungssystemen verwendet, um Einzelpersonen oder Objekte von Interesse zu verfolgen und zu segmentieren.
• Instanzsegmentierung in der RobotikEs gibt Anwendungen, die die Bedienung und Interaktion von Objekten unterstützen.

Darüber hinaus kann es auch für Computer Vision-Aufgaben wie Objektzählung, Bildbearbeitung auf Instanzebene und Augmented Reality verwendet werden und so das visuelle Verständnis und die Benutzererfahrung in verschiedenen Bereichen verbessern.