This work proposes a hybrid unsupervised/supervised learning method to pretrain models applied in earth observation downstream tasks where only a handful of labels denoting very general semantic concepts are available. We combine a contrastive approach to pretrain models with a pretext task to predict spatially coarse elevation maps which are commonly available worldwide. The intuition behind is that there is generally some correlation between the elevation and targets in many remote sensing tasks, allowing the model to pre-learn useful representations. We assess the performance of our approach on a segmentation downstream task on labels gathering many possible subclasses (pixel level classification of farmlands vs. other) and an image binary classification task derived from the former, on a dataset on the north-east of Colombia. On both cases we pretrain our models with 39K unlabeled images, fine tune the downstream task only with 80 labeled images and test it with 2944 labeled images. Our experiments show that our methods, GLCNet+Elevation for segmentation and SimCLR+Elevation for classification, outperform their counterparts without the elevation pretext task in terms of accuracy and macro-average F1, which supports the notion that including additional information correlated to targets in downstream tasks can lead to improved performance.


翻译:本文提出了一种混合无监督/有监督学习方法,用于预训练应用于地球观测的模型,其中只有少数标签表示非常一般的语义概念。我们结合对比方法预训练模型,预测通常在全球范围内可用的空间粗高程图的预文本任务。其背后的直觉是,在许多遥感任务中,高程和目标通常存在某种相关性,使模型能够预先学习有用的表示形式。我们在哥伦比亚东北部的数据集上评估了我们方法的性能,对标签进行了许多可能的子类别(远mland的像素级分类与其他),并从前者中派生了一个图像二进制分类任务。在这两种情况下,我们用39K个未标记的图像预先训练我们的模型,在只有80个标记的图像的情况下对下游任务进行了微调,并使用2944个标记的图像进行了测试。我们的实验表明,我们的方法,在分割和分类任务中,GLCNet + Elevation和SimCLR + Elevation在准确性和平均宏F1方面优于没有高程预文本任务的对应物,这支持一个观点,即在下游任务中包括与目标相关的额外信息可以带来改进的性能。

0
下载
关闭预览

相关内容

【NAACL2022】自然语言处理的对比数据与学习
专知会员服务
45+阅读 · 2022年7月10日
零样本文本分类,Zero-Shot Learning for Text Classification
专知会员服务
95+阅读 · 2020年5月31日
【阿里巴巴-CVPR2020】频域学习,Learning in the Frequency Domain
【ICLR-2020】网络反卷积,NETWORK DECONVOLUTION
专知会员服务
38+阅读 · 2020年2月21日
专知会员服务
53+阅读 · 2019年12月22日
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
全球人工智能
19+阅读 · 2017年12月17日
【推荐】ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年12月17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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月30日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月30日
Arxiv
13+阅读 · 2021年3月29日
VIP会员
相关VIP内容
【NAACL2022】自然语言处理的对比数据与学习
专知会员服务
45+阅读 · 2022年7月10日
零样本文本分类,Zero-Shot Learning for Text Classification
专知会员服务
95+阅读 · 2020年5月31日
【阿里巴巴-CVPR2020】频域学习,Learning in the Frequency Domain
【ICLR-2020】网络反卷积,NETWORK DECONVOLUTION
专知会员服务
38+阅读 · 2020年2月21日
专知会员服务
53+阅读 · 2019年12月22日
相关基金
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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员