Visual active search (VAS) has been proposed as a modeling framework in which visual cues are used to guide exploration, with the goal of identifying regions of interest in a large geospatial area. Its potential applications include identifying hot spots of rare wildlife poaching activity, search-and-rescue scenarios, identifying illegal trafficking of weapons, drugs, or people, and many others. State of the art approaches to VAS include applications of deep reinforcement learning (DRL), which yield end-to-end search policies, and traditional active search, which combines predictions with custom algorithmic approaches. While the DRL framework has been shown to greatly outperform traditional active search in such domains, its end-to-end nature does not make full use of supervised information attained either during training, or during actual search, a significant limitation if search tasks differ significantly from those in the training distribution. We propose an approach that combines the strength of both DRL and conventional active search by decomposing the search policy into a prediction module, which produces a geospatial distribution of regions of interest based on task embedding and search history, and a search module, which takes the predictions and search history as input and outputs the search distribution. We develop a novel meta-learning approach for jointly learning the resulting combined policy that can make effective use of supervised information obtained both at training and decision time. Our extensive experiments demonstrate that the proposed representation and meta-learning frameworks significantly outperform state of the art in visual active search on several problem domains.


翻译:视觉主动搜索(VAS)被提出作为一种建模框架,利用视觉线索引导搜索,旨在识别大规模地理区域中的感兴趣区域。其潜在应用包括识别稀有野生动物偷猎活动的热点、搜救场景、识别武器、毒品或人口的非法贩运等。目前VAS的前沿方法包括深度强化学习(DRL)的应用(可生成端到端搜索策略)以及传统主动搜索(将预测与定制算法方法相结合)。尽管DRL框架在此类领域已被证明大幅优于传统主动搜索,但其端到端特性未能充分利用训练或实际搜索过程中获取的监督信息——当搜索任务与训练分布差异显著时,这一局限尤为突出。我们提出一种结合DRL与常规主动搜索优势的方法,通过将搜索策略分解为预测模块(基于任务嵌入和搜索历史生成感兴趣区域的地理空间分布)和搜索模块(以预测结果和搜索历史为输入,输出搜索分布)。我们开发了一种新颖的元学习方法,用于联合学习整合后的策略,使其能够有效利用训练和决策时获取的监督信息。大量实验表明,所提出的表征与元学习框架在多个问题域中显著优于视觉主动搜索的前沿方法。

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
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+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
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9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
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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
18+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
1+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
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
10+阅读 · 2021年2月26日
Arxiv
31+阅读 · 2018年11月13日
Exploring Visual Relationship for Image Captioning
Arxiv
15+阅读 · 2018年9月19日
A Survey on Deep Transfer Learning
Arxiv
11+阅读 · 2018年8月6日
VIP会员
最新内容
博士论文 | Riemannian Deep Learning:模块、网络与几何
《同步多无人机系统中的故障与通信》
专知会员服务
2+阅读 · 今天6:23
面向国防作战的最佳自主与蜂群无人机技术
专知会员服务
7+阅读 · 7月28日
《异构人类团队的协作决策过程混合建模研究》
博士论文 | 面向大模型推理的内存高效算法
专知会员服务
6+阅读 · 7月27日
相关VIP内容
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+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
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9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
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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
18+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
1+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
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