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Enregistrement W3177177219 · doi:10.1109/tai.2021.3081057

Robust Vehicle Detection in High-Resolution Aerial Images With Imbalanced Data

2021· article· en· W3177177219 sur OpenAlexaff
Xianghui Li, Xinde Li, Zhijun Li, Xinran Xiong, Mohammad Omar Khyam, Changyin Sun

Notice bibliographique

RevueIEEE Transactions on Artificial Intelligence · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueAdvanced Neural Network Applications
Établissements canadiensMcGill University
Organismes subventionnairesNational Natural Science Foundation of China
Mots-clésComputer scienceArtificial intelligenceContext (archaeology)Class (philosophy)Computer visionDetectorIntersection (aeronautics)Feature (linguistics)Aerial imageFlexibility (engineering)Image (mathematics)MathematicsGeography

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Vehicle detection in images from unmanned aerial vehicles (UAVs) plays an important role in traffic surveillance and urban planning due to the popularity of UAVs. However, the class imbalance problem is an important factor that restricts the performance of vehicle detectors. There are two types of class imbalance in UAV images, i.e., foreground-background imbalance and foreground–foreground imbalance. For anchor-based single stage detector, as many ground truths cannot be assigned to corresponding anchors because of low intersection over union, it makes the foreground-background imbalance problem more severe. Therefore, we propose a novel bag-based single-stage detector, which treats each position on the feature map as a bag. A simple and adaptive definition of bags is proposed along with the positive sample definition method, which is utilized to ensure more ground truths can be assigned to proper bags. In addition, we utilize online hard example mining method to control the proportion of positive and negative samples during the training process. To address the foreground–foreground imbalance, we propose a novel data augmentation algorithm, which allows us to create appropriate visual context for under-represented class. Extensive experiments demonstrate the superiority of the proposed algorithm, compared with other state-of-the-art solutions.Impact Statement—Recently, unmanned aerial vehicles (UAVs) are widely used in intelligent transportation due to their low price and high flexibility, which makes vehicle detection in UAV images important for automatically gathering of traffic information. However, the class imbalance problem, which is common in object detection where some classes have far fewer frequencies in the dataset, has an adverse effect on the performance of vehicle detectors. The data augmentation method and deep learning based vehicle detector proposed in this article are able to reduce the negative impact and improve detection performance by at least 1.27% in mean average precision index. In addition, compared with algorithms with similar detection performance, our method is at least 15 ms faster. The proposed method can benefit users in a wide variety of applications including UAV transportation, traffic surveillance, and urban planning.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,004
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,005
Score d'incertitude au seuil0,010

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,066
Tête enseignante GPT0,287
Écart entre enseignants0,222 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations41
Publié2021
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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