16일 전

MSMatch: 소수의 레이블을 이용한 반감독 학습 다중 스펙트럼 장면 분류

Pablo Gómez, Gabriele Meoni
MSMatch: 소수의 레이블을 이용한 반감독 학습 다중 스펙트럼 장면 분류
초록

원격 탐사 분야에서의 많은 작업들은 감독 학습 기법에 기반하고 있다. 그러나 이러한 방법, 특히 최근의 딥러닝 기법은 학습을 위해 대량의 레이블링된 데이터를 요구하는 경향이 있다. 위성은 대량의 데이터를 수집할 수 있지만, 데이터 레이블링은 종종 번거롭고 비용이 많이 들며 전문 지식이 필요하다. 따라서 레이블링 샘플 수를 줄일 수 있는 개선된 방법이 필요하다. 우리는 EuroSAT 및 UC Merced Land Use 벤치마크 데이터셋에서 장면 분류 작업에서 기존 감독 학습 방법과 경쟁 가능한 최초의 반감독 학습 접근법인 MSMatch를 제안한다. 우리는 EuroSAT의 RGB 및 다중 스펙트럴 이미지를 모두 테스트하고, 모델의 핵심 요소를 파악하기 위해 다양한 아블레이션 연구를 수행하였다. 학습된 신경망은 레이블링된 학습 예제의 수에 따라 기존 방법 대비 최대 19.76% 높은 정확도를 달성하며 EuroSAT에서 최신 기술 수준의 성과를 내었다. 클래스당 단지 5개의 레이블링 예제만으로도 EuroSAT RGB 및 다중 스펙트럴 데이터셋에서 각각 94.53%, 95.86%의 정확도를 달성하였다. UC Merced Land Use 데이터셋에서는 최대 5.59% 향상된 성능을 보이며, 클래스당 5개의 레이블링 예제로 90.71%의 정확도를 기록하였다. 우리의 결과는 MSMatch가 레이블링 데이터 요구량을 크게 줄일 수 있음을 보여준다. 이 방법은 다중 스펙트럴 데이터에 잘 적용되며, 현재 레이블링 데이터 부족으로 인해 실현이 어려운 다양한 응용 분야를 가능하게 할 수 있다. MSMatch의 소스 코드를 온라인으로 공개하여 재현의 용이성과 신속한 도입을 지원한다.

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