Un Método de Optimización de Aprendizaje Profundo por Transferencia para la Segmentación de Vegetación bajo Diferencias entre Temporadas de Lluvia y Secas en un Valle Térmico Seco
Autores: Chen, Yayong; Zhou, Beibei; Ye, Dapeng; Cui, Lei; Feng, Lei; Han, Xiaojie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un Método de Optimización de Aprendizaje Profundo por Transferencia para la Segmentación de Vegetación bajo Diferencias entre Temporadas de Lluvia y Secas en un Valle Térmico Seco
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Redes de aprendizaje profundo
Aprendizaje por transferencia
Método MTPI
Redes preentrenadas
Res-Net 50
Segmentación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
Las redes de aprendizaje profundo pueden requerir reentrenamiento para diferentes conjuntos de datos, consumiendo un tiempo significativo de etiquetado manual y entrenamiento. El aprendizaje por transferencia utiliza pocos datos nuevos y tiempo de entrenamiento para permitir la segmentación de redes preentrenadas en escenarios relevantes (por ejemplo, diferentes imágenes de vegetación en temporadas de lluvia y sequía); sin embargo, los métodos existentes de aprendizaje por transferencia carecen de sistematicidad y controlabilidad. Por lo tanto, se propuso un método MTPI (Método del Índice de Potencial de Transferencia Máxima) para encontrar las condiciones óptimas en la cantidad de datos y características para el aprendizaje por transferencia (condiciones MTPI) en este estudio. Las cuatro redes profundas preentrenadas (Seg-Net (Redes de Segmentación Semántica), FCN (Redes Convolucionales Completas), Mobile net v2 y Res-Net 50 (Red Residual)) utilizando el conjunto de datos de la temporada de lluvia mostraron que Res-Net 50 tuvo la mejor precisión con un 93.58% y un WIoU (Intersección Ponderada sobre Unión) de 88.14%, siendo la más adecuada para la transferencia de entrenamiento en segmentación de vegetación. Al obtener el rendimiento TPI (Índice de Potencial de Transferencia) de cada capa de la Res-Net 50 preentrenada, los resultados del método MTPI muestran que el 1000-TDS y 37-TP se estimaron como la mejor velocidad de entrenamiento con el conjunto de datos más pequeño y un pequeño riesgo de error. Los resultados del aprendizaje por transferencia MTPI muestran una precisión del 91.56% y un WIoU del 84.86% con una reducción del 90% en el nuevo conjunto de datos y una reducción del 90% en las iteraciones, lo que es informativo para redes profundas en tareas de segmentación entre escenas de vegetación complejas.
Descripción
Las redes de aprendizaje profundo pueden requerir reentrenamiento para diferentes conjuntos de datos, consumiendo un tiempo significativo de etiquetado manual y entrenamiento. El aprendizaje por transferencia utiliza pocos datos nuevos y tiempo de entrenamiento para permitir la segmentación de redes preentrenadas en escenarios relevantes (por ejemplo, diferentes imágenes de vegetación en temporadas de lluvia y sequía); sin embargo, los métodos existentes de aprendizaje por transferencia carecen de sistematicidad y controlabilidad. Por lo tanto, se propuso un método MTPI (Método del Índice de Potencial de Transferencia Máxima) para encontrar las condiciones óptimas en la cantidad de datos y características para el aprendizaje por transferencia (condiciones MTPI) en este estudio. Las cuatro redes profundas preentrenadas (Seg-Net (Redes de Segmentación Semántica), FCN (Redes Convolucionales Completas), Mobile net v2 y Res-Net 50 (Red Residual)) utilizando el conjunto de datos de la temporada de lluvia mostraron que Res-Net 50 tuvo la mejor precisión con un 93.58% y un WIoU (Intersección Ponderada sobre Unión) de 88.14%, siendo la más adecuada para la transferencia de entrenamiento en segmentación de vegetación. Al obtener el rendimiento TPI (Índice de Potencial de Transferencia) de cada capa de la Res-Net 50 preentrenada, los resultados del método MTPI muestran que el 1000-TDS y 37-TP se estimaron como la mejor velocidad de entrenamiento con el conjunto de datos más pequeño y un pequeño riesgo de error. Los resultados del aprendizaje por transferencia MTPI muestran una precisión del 91.56% y un WIoU del 84.86% con una reducción del 90% en el nuevo conjunto de datos y una reducción del 90% en las iteraciones, lo que es informativo para redes profundas en tareas de segmentación entre escenas de vegetación complejas.