The vast majority of the outlet glaciers and ice streams of the polar ice sheets end in the ocean. Ice mass loss via calving of the glaciers into the ocean has increased over the last few decades. Information on the temporal variability of the calving front position provides fundamental information on the state of the glacier and ice stream, which can be exploited as calibration and validation data to enhance ice dynamics modeling. To identify the calving front position automatically, deep neural network-based semantic segmentation pipelines can be used to delineate the acquired SAR imagery. However, the extreme class imbalance is highly challenging for the accurate calving front segmentation in these images. Therefore, we propose the use of the Mathews correlation coefficient (MCC) as an early stopping criterion because of its symmetrical properties and its invariance towards class imbalance. Moreover, we propose an improvement to the distance map-based binary cross-entropy (BCE) loss function. The distance map adds context to the loss function about the important regions for segmentation and helps accounting for the imbalanced data. Using Mathews correlation coefficient as early stopping demonstrates an average 15% dice coefficient improvement compared to the commonly used BCE. The modified distance map loss further improves the segmentation performance by another 2%. These results are encouraging as they support the effectiveness of the proposed methods for segmentation problems suffering from extreme class imbalances.


翻译:极地冰盖端的极地冰层的绝大多数外流冰川和冰流在海洋中的极地冰层。 过去几十年中,通过将冰川切入海洋而导致的冰量流失的冰块数量增多了。关于刻出前方位置的时间变异性的信息提供了关于冰川和冰流状况的基本信息,这些信息可以用作校准和验证数据,以加强冰动态模型的模型。为了自动确定前方的切分解位置,可以使用深神经网络的语义分解管道来划定获得的合成孔径雷达图像。然而,极端阶级不平衡对于这些图像的准确切分化前部部分是极具挑战性的。因此,我们建议使用马修斯相关系数(MCC)作为早期停用的标准,因为其对称性能和冰流的偏差性能,可以用来加强冰川和冰流的校准。远程网络跨翼(BCE)损失功能,远程地图可以增加重要区域分解损失功能的背景,并有助于计算不平衡的数据。使用马修斯相关系数(Mathews)及早停止对图像进行平均15%的偏差度分析,作为早期止偏差分析结果的改善结果。 与常用平段的平段的成绩分析方法可以进一步改进。这些结果,以便鼓励另一种偏差偏差分析结果改善。这些结果,这些结果的平比平差的平段的成绩改进了平段的平差法是用来进一步改进。

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