For the task of semantic segmentation (SS) under domain shift, active learning (AL) acquisition strategies based on image regions and pseudo labels are state-of-the-art (SoA). The presence of diverse pseudo-labels within a region identifies pixels between different classes, which is a labeling efficient active learning data acquisition strategy. However, by design, pseudo-label variations are limited to only select the contours of classes, limiting the final AL performance. We approach AL for SS in the Poincar\'e hyperbolic ball model for the first time and leverage the variations of the radii of pixel embeddings within regions as a novel data acquisition strategy. This stems from a novel geometric property of a hyperbolic space trained without enforced hierarchies, which we experimentally prove. Namely, classes are mapped into compact hyperbolic areas with a comparable intra-class radii variance, as the model places classes of increasing explainable difficulty at denser hyperbolic areas, i.e. closer to the Poincar\'e ball edge. The variation of pixel embedding radii identifies well the class contours, but they also select a few intra-class peculiar details, which boosts the final performance. Our proposed HALO (Hyperbolic Active Learning Optimization) surpasses the supervised learning performance for the first time in AL for SS under domain shift, by only using a small portion of labels (i.e., 1%). The extensive experimental analysis is based on two established benchmarks, i.e. GTAV $\rightarrow$ Cityscapes and SYNTHIA $\rightarrow$ Cityscapes, where we set a new SoA. The code will be released.


翻译:针对域偏移下的语义分割任务,基于图像区域与伪标签的主动学习采集策略是当前最先进的方法。区域内多样化的伪标签能够识别不同类别之间的像素,这是一种标注高效的主动学习数据采集策略。然而,由于设计限制,伪标签的变异性仅局限于选择类别的轮廓,从而制约了主动学习的最终性能。我们首次在庞加莱双曲球模型框架下探索语义分割主动学习,并提出利用区域内像素嵌入半径的变异性作为新型数据采集策略。该策略源于一个未经强制层次化训练的双曲空间新颖几何特性(经实验验证):模型将可解释难度递增的类别映射至密度更大的双曲区域(即靠近庞加莱球边缘),使得各类别被压缩在双曲空间中具有相似类内半径方差的紧凑区域。像素嵌入半径的变异性不仅能精准识别类别轮廓,还能选取部分类内特殊细节,从而提升最终性能。我们提出的HALO(双曲主动学习优化)首次在域偏移下的语义分割主动学习中仅使用少量标签(即1%)即超越监督学习性能。基于GTAV→Cityscapes与SYNTHIA→Cityscapes两个权威基准的广泛实验分析中,我们建立了新的最先进水平。代码将公开。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年8月17日
Arxiv
12+阅读 · 2021年7月26日
VIP会员
最新内容
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
2+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
3+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
3+阅读 · 6月22日
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
7+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
5+阅读 · 6月21日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员