Deep learning-based object detection is a powerful approach for detecting faulty insulators in power lines. This involves training an object detection model from scratch, or fine tuning a model that is pre-trained on benchmark computer vision datasets. This approach works well with a large number of insulator images, but can result in unreliable models in the low data regime. The current literature mainly focuses on detecting the presence or absence of insulator caps, which is a relatively easy detection task, and does not consider detection of finer faults such as flashed and broken disks. In this article, we formulate three object detection tasks for insulator and asset inspection from aerial images, focusing on incipient faults in disks. We curate a large reference dataset of insulator images that can be used to learn robust features for detecting healthy and faulty insulators. We study the advantage of using this dataset in the low target data regime by pre-training on the reference dataset followed by fine-tuning on the target dataset. The results suggest that object detection models can be used to detect faults in insulators at a much incipient stage, and that transfer learning adds value depending on the type of object detection model. We identify key factors that dictate performance in the low data-regime and outline potential approaches to improve the state-of-the-art.
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The 1$^{\text{st}}$ Workshop on Maritime Computer Vision (MaCVi) 2023 focused on maritime computer vision for Unmanned Aerial Vehicles (UAV) and Unmanned Surface Vehicle (USV), and organized several subchallenges in this domain: (i) UAV-based Maritime Object Detection, (ii) UAV-based Maritime Object Tracking, (iii) USV-based Maritime Obstacle Segmentation and (iv) USV-based Maritime Obstacle Detection. The subchallenges were based on the SeaDronesSee and MODS benchmarks. This report summarizes the main findings of the individual subchallenges and introduces a new benchmark, called SeaDronesSee Object Detection v2, which extends the previous benchmark by including more classes and footage. We provide statistical and qualitative analyses, and assess trends in the best-performing methodologies of over 130 submissions. The methods are summarized in the appendix. The datasets, evaluation code and the leaderboard are publicly available at https://seadronessee.cs.uni-tuebingen.de/macvi.
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The success of deep learning in vision can be attributed to: (a) models with high capacity; (b) increased computational power; and (c) availability of large-scale labeled data. Since 2012, there have been significant advances in representation capabilities of the models and computational capabilities of GPUs. But the size of the biggest dataset has surprisingly remained constant. What will happen if we increase the dataset size by 10× or 100×? This paper takes a step towards clearing the clouds of mystery surrounding the relationship between 'enormous data' and visual deep learning. By exploiting the JFT-300M dataset which has more than 375M noisy labels for 300M images, we investigate how the performance of current vision tasks would change if this data was used for representation learning. Our paper delivers some surprising (and some expected) findings. First, we find that the performance on vision tasks increases logarithmically based on volume of training data size. Second, we show that representation learning (or pretraining) still holds a lot of promise. One can improve performance on many vision tasks by just training a better base model. Finally, as expected, we present new state-of-theart results for different vision tasks including image classification, object detection, semantic segmentation and human pose estimation. Our sincere hope is that this inspires vision community to not undervalue the data and develop collective efforts in building larger datasets.
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X-ray imaging technology has been used for decades in clinical tasks to reveal the internal condition of different organs, and in recent years, it has become more common in other areas such as industry, security, and geography. The recent development of computer vision and machine learning techniques has also made it easier to automatically process X-ray images and several machine learning-based object (anomaly) detection, classification, and segmentation methods have been recently employed in X-ray image analysis. Due to the high potential of deep learning in related image processing applications, it has been used in most of the studies. This survey reviews the recent research on using computer vision and machine learning for X-ray analysis in industrial production and security applications and covers the applications, techniques, evaluation metrics, datasets, and performance comparison of those techniques on publicly available datasets. We also highlight some drawbacks in the published research and give recommendations for future research in computer vision-based X-ray analysis.
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Transfer of pre-trained representations improves sample efficiency and simplifies hyperparameter tuning when training deep neural networks for vision. We revisit the paradigm of pre-training on large supervised datasets and fine-tuning the model on a target task. We scale up pre-training, and propose a simple recipe that we call Big Transfer (BiT). By combining a few carefully selected components, and transferring using a simple heuristic, we achieve strong performance on over 20 datasets. BiT performs well across a surprisingly wide range of data regimes -from 1 example per class to 1 M total examples. BiT achieves 87.5% top-1 accuracy on ILSVRC-2012, 99.4% on CIFAR-10, and 76.3% on the 19 task Visual Task Adaptation Benchmark (VTAB). On small datasets, BiT attains 76.8% on ILSVRC-2012 with 10 examples per class, and 97.0% on CIFAR-10 with 10 examples per class. We conduct detailed analysis of the main components that lead to high transfer performance.
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对抗贴片是旨在欺骗其他表现良好的基于​​神经网络的计算机视觉模型的图像。尽管这些攻击最初是通过数字方式构想和研究的,但由于图像的原始像素值受到干扰,但最近的工作表明,这些攻击可以成功地转移到物理世界中。可以通过打印补丁并将其添加到新捕获的图像或视频素材的场景中来实现。在这项工作中,我们进一步测试了在更具挑战性的条件下物理世界中对抗斑块攻击的功效。我们考虑通过空中或卫星摄像机获得的高架图像训练的对象检测模型,并测试插入沙漠环境场景中的物理对抗斑块。我们的主要发现是,在这些条件下成功实施对抗贴片攻击要比在先前考虑的条件下更难。这对AI安全具有重要意义,因为可能被夸大了对抗性例子所带来的现实世界威胁。
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道路车辙是严重的道路障碍,可能导致早期和昂贵的维护成本的道路过早失败。在过去的几年中,正在积极进行使用图像处理技术和深度学习的道路损害检测研究。但是,这些研究主要集中在检测裂缝,坑洼及其变体上。很少有关于探测道路的研究。本文提出了一个新颖的道路车辙数据集,其中包括949张图像,并提供对象级别和像素级注释。部署了对象检测模型和语义分割模型,以检测所提出的数据集上的道路插道,并对模型预测进行了定量和定性分析,以评估模型性能并确定使用拟议方法检测道路插道时面临的挑战。对象检测模型Yolox-S实现了61.6%的Map@iou = 0.5,语义分割模型PSPNET(RESNET-50)达到54.69,精度为72.67,从而为将来的类似工作提供了基准的准确性。拟议的道路车辙数据集和我们的研究结果将有助于加速使用深度学习发现道路车辙的研究。
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仅使用图像级注释的弱监督对象检测(WSOD)在过去几年中引起了不断增长的关注。然而,此类任务通常以专注于自然图像的特定于域的解决方案,而我们表明应用于预先训练的深度特征的简单多实例方法会产生优异的非摄影数据集的性能,可能包括新类。该方法不包括任何微调或跨域学习,因此有效且可能适用于任意数据集和类。我们调查了拟议方法的几种口味,一些包括多层的Perceptron和多层分类器。尽管其简单性,我们的方法在一系列公开的数据集中展示了竞争结果,包括绘画(人民艺术,象征),水彩画,剪贴画和漫画,并允许快速学习未经看的视觉类别。
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转移学习可以在源任务上重新使用知识来帮助学习目标任务。一种简单的转移学习形式在当前的最先进的计算机视觉模型中是常见的,即预先训练ILSVRC数据集上的图像分类模型,然后在任何目标任务上进行微调。然而,先前对转移学习的系统研究已经有限,并且预计工作的情况并不完全明白。在本文中,我们对跨越不同的图像域进行了广泛的转移学习实验探索(消费者照片,自主驾驶,空中图像,水下,室内场景,合成,特写镜头)和任务类型(语义分割,物体检测,深度估计,关键点检测)。重要的是,这些都是与现代计算机视觉应用相关的复杂的结构化的输出任务类型。总共执行超过2000年的转移学习实验,包括许多来源和目标来自不同的图像域,任务类型或两者。我们系统地分析了这些实验,了解图像域,任务类型和数据集大小对传输学习性能的影响。我们的研究导致了几个见解和具体建议:(1)对于大多数任务,存在一个显着优于ILSVRC'12预培训的来源; (2)图像领域是实现阳性转移的最重要因素; (3)源数据集应该\ \ emph {include}目标数据集的图像域以获得最佳结果; (4)与此同时,当源任务的图像域比目标的图像域时,我们只观察小的负面影响; (5)跨任务类型的转移可能是有益的,但其成功严重依赖于源和目标任务类型。
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The International Workshop on Reading Music Systems (WoRMS) is a workshop that tries to connect researchers who develop systems for reading music, such as in the field of Optical Music Recognition, with other researchers and practitioners that could benefit from such systems, like librarians or musicologists. The relevant topics of interest for the workshop include, but are not limited to: Music reading systems; Optical music recognition; Datasets and performance evaluation; Image processing on music scores; Writer identification; Authoring, editing, storing and presentation systems for music scores; Multi-modal systems; Novel input-methods for music to produce written music; Web-based Music Information Retrieval services; Applications and projects; Use-cases related to written music. These are the proceedings of the 3rd International Workshop on Reading Music Systems, held in Alicante on the 23rd of July 2021.
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将简单的体系结构与大规模预训练相结合已导致图像分类的大量改进。对于对象检测,预训练和缩放方法的确定性不佳,尤其是在长尾和开放式摄影的环境中,训练数据相对较少。在本文中,我们提出了一个强大的配方,用于将图像文本模型转移到开放式对象检测中。我们使用具有最小修改,对比度文本预训练和端到端检测微调的标准视觉变压器体系结构。我们对该设置的缩放属性的分析表明,增加图像级预训练和模型大小在下游检测任务上产生一致的改进。我们提供适应性策略和正规化,以实现零击文本条件和单次图像条件对象检测的非常强劲的性能。代码和型号可在GitHub上找到。
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我们提出“ AITLAS:基准竞技场” - 一个开源基准测试框架,用于评估地球观察中图像分类的最新深度学习方法(EO)。为此,我们介绍了从九种不同的最先进的体系结构得出的400多个模型的全面比较分析,并将它们与来自22个具有不同尺寸的数据集的各种多级和多标签分类任务进行比较和属性。除了完全在这些数据集上训练的模型外,我们还基于在转移学习的背景下训练的模型,利用预训练的模型变体,因为通常在实践中执行。所有提出的方法都是一般的,可以轻松地扩展到本研究中未考虑的许多其他遥感图像分类任务。为了确保可重复性并促进更好的可用性和进一步的开发,所有实验资源在内的所有实验资源,包括训练的模型,模型配置和数据集的处理详细信息(以及用于培训和评估模型的相应拆分)都在存储库上公开可用:HTTPS ://github.com/biasvariancelabs/aitlas-arena。
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大多数杂草物种都会通过竞争高价值作物所需的营养而产生对农业生产力的不利影响。手动除草对于大型种植区不实用。已经开展了许多研究,为农业作物制定了自动杂草管理系统。在这个过程中,其中一个主要任务是识别图像中的杂草。但是,杂草的认可是一个具有挑战性的任务。它是因为杂草和作物植物的颜色,纹理和形状类似,可以通过成像条件,当记录图像时的成像条件,地理或天气条件进一步加剧。先进的机器学习技术可用于从图像中识别杂草。在本文中,我们调查了五个最先进的深神经网络,即VGG16,Reset-50,Inception-V3,Inception-Resnet-V2和MobileNetv2,并评估其杂草识别的性能。我们使用了多种实验设置和多个数据集合组合。特别是,我们通过组合几个较小的数据集,通过数据增强构成了一个大型DataSet,缓解了类别不平衡,并在基于深度神经网络的基准测试中使用此数据集。我们通过保留预先训练的权重来调查使用转移学习技术来利用作物和杂草数据集的图像提取特征和微调它们。我们发现VGG16比小规模数据集更好地执行,而ResET-50比其他大型数据集上的其他深网络更好地执行。
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通过流行和通用的计算机视觉挑战来判断,如想象成或帕斯卡VOC,神经网络已经证明是在识别任务中特别准确。然而,最先进的准确性通常以高计算价格出现,需要硬件加速来实现实时性能,而使用案例(例如智能城市)需要实时分析固定摄像机的图像。由于网络带宽的数量,这些流将生成,我们不能依赖于卸载计算到集中云。因此,预期分布式边缘云将在本地处理图像。但是,边缘是由性质资源约束的,这给了可以执行的计算复杂性限制。然而,需要边缘与准确的实时视频分析之间的会面点。专用轻量级型号在每相机基础上可能有所帮助,但由于相机的数量增长,除非该过程是自动的,否则它很快就会变得不可行。在本文中,我们展示并评估COVA(上下文优化的视频分析),这是一个框架,可以帮助在边缘相机中自动专用模型专业化。 COVA通过专业化自动提高轻质模型的准确性。此外,我们讨论和审查过程中涉及的每个步骤,以了解每个人所带来的不同权衡。此外,我们展示了静态相机的唯一假设如何使我们能够制定一系列考虑因素,这大大简化了问题的范围。最后,实验表明,最先进的模型,即能够概括到看不见的环境,可以有效地用作教师以以恒定的计算成本提高较小网络的教师,提高精度。结果表明,我们的COVA可以平均提高预先训练的型号的准确性,平均为21%。
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随着深度卷积神经网络的兴起,对象检测在过去几年中取得了突出的进步。但是,这种繁荣无法掩盖小物体检测(SOD)的不令人满意的情况,这是计算机视觉中臭名昭著的挑战性任务之一,这是由于视觉外观不佳和由小目标的内在结构引起的嘈杂表示。此外,用于基准小对象检测方法基准测试的大规模数据集仍然是瓶颈。在本文中,我们首先对小物体检测进行了详尽的审查。然后,为了催化SOD的发展,我们分别构建了两个大规模的小物体检测数据集(SODA),SODA-D和SODA-A,分别集中在驾驶和空中场景上。 SODA-D包括24704个高质量的交通图像和277596个9个类别的实例。对于苏打水,我们收集2510个高分辨率航空图像,并在9个类别上注释800203实例。众所周知,拟议的数据集是有史以来首次尝试使用针对多类SOD量身定制的大量注释实例进行大规模基准测试。最后,我们评估主流方法在苏打水上的性能。我们预计发布的基准可以促进SOD的发展,并产生该领域的更多突破。数据集和代码将很快在:\ url {https://shaunyuan22.github.io/soda}上。
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基础设施检查是一个非常昂贵的任务,需要技术人员访问远程或难以到达的地方。这是电力传动塔的情况,这些塔稀疏地定位,需要培训的工人爬上它们以寻找损坏。最近,在行业中使用无人机或直升机进行遥控录音,使技术人员进行这种危险的任务。然而,这留下了分析大量图像的问题,这具有很大的自动化潜力。由于几个原因,这是一个具有挑战性的任务。首先,缺乏可自由的培训数据和难以收集它的问题。另外,构成损坏的界限是模糊的,在数据​​标记中引入了一定程度的主观性。图像中的不平衡类分布也在增加任务的难度方面发挥作用。本文解决了传输塔中结构损伤检测的问题,解决了这些问题。我们的主要贡献是在远程获取的无人机图像上开发损坏检测,应用技术来克服数据稀缺和歧义的问题,以及评估这种方法解决这个特殊问题的方法的可行性。
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小型太阳能光伏(PV)阵列中电网的有效集成计划需要访问高质量的数据:单个太阳能PV阵列的位置和功率容量。不幸的是,不存在小型太阳能光伏的国家数据库。那些确实有限的空间分辨率,通常汇总到州或国家一级。尽管已经发布了几种有希望的太阳能光伏检测方法,但根据研究,研究这些模型的性能通常是高度异质的。这些方法对能源评估的实际应用的比较变得具有挑战性,可能意味着报告的绩效评估过于乐观。异质性有多种形式,我们在这项工作中探讨了每种形式:空间聚集的水平,地面真理的验证,培训和验证数据集的不一致以及培训的位置和传感器的多样性程度和验证数据始发。对于每个人,我们都会讨论文献中的新兴实践,以解决它们或暗示未来研究的方向。作为调查的一部分,我们评估了两个大区域的太阳PV识别性能。我们的发现表明,由于验证过程中的共同局限性,从卫星图像对太阳PV自动识别的传统绩效评估可能是乐观的。这项工作的收获旨在为能源研究人员和专业人员提供自动太阳能光伏评估技术的大规模实用应用。
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本文推动了在图像中分解伪装区域的信封,成了有意义的组件,即伪装的实例。为了促进伪装实例分割的新任务,我们将在数量和多样性方面引入DataSet被称为Camo ++,该数据集被称为Camo ++。新数据集基本上增加了具有分层像素 - 明智的地面真理的图像的数量。我们还为伪装实例分割任务提供了一个基准套件。特别是,我们在各种场景中对新构造的凸轮++数据集进行了广泛的评估。我们还提出了一种伪装融合学习(CFL)伪装实例分割框架,以进一步提高最先进的方法的性能。数据集,模型,评估套件和基准测试将在我们的项目页面上公开提供:https://sites.google.com/view/ltnghia/research/camo_plus_plus
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遵循机器视觉系统在线自动化质量控制和检查过程的成功之后,这项工作中为两个不同的特定应用提供了一种对象识别解决方案,即,在医院准备在医院进行消毒的手术工具箱中检测质量控制项目,以及检测血管船体中的缺陷,以防止潜在的结构故障。该解决方案有两个阶段。首先,基于单镜头多伯克斯检测器(SSD)的特征金字塔体系结构用于改善检测性能,并采用基于地面真实的统计分析来选择一系列默认框的参数。其次,利用轻量级神经网络使用回归方法来实现定向检测结果。该方法的第一阶段能够检测两种情况下考虑的小目标。在第二阶段,尽管很简单,但在保持较高的运行效率的同时,检测细长目标是有效的。
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多年来,为各种对象检测任务开发了数据集。海事域中的对象检测对于船舶的安全和导航至关重要。但是,在海事域中,仍然缺乏公开可用的大规模数据集。为了克服这一挑战,我们提出了Kolomverse,这是一个开放的大型图像数据集,可在Kriso(韩国研究所和海洋工程研究所)的海事域中进行物体检测。我们收集了从韩国21个领土水域捕获的5,845小时的视频数据。通过精心设计的数据质量评估过程,我们从视频数据中收集了大约2,151,470 4K分辨率的图像。该数据集考虑了各种环境:天气,时间,照明,遮挡,观点,背景,风速和可见性。 Kolomverse由五个类(船,浮标,渔网浮标,灯塔和风电场)组成,用于海上对象检测。该数据集的图像为3840美元$ \ times $ 2160像素,据我们所知,它是迄今为止最大的公开数据集,用于海上域中的对象检测。我们进行了对象检测实验,并在几个预训练的最先进的架构上评估了我们的数据集,以显示我们数据集的有效性和实用性。该数据集可在:\ url {https://github.com/maritimedataset/kolomverse}中获得。
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