Learning the similarity between remote sensing (RS) images forms the foundation for content based RS image retrieval (CBIR). Recently, deep metric learning approaches that map the semantic similarity of images into an embedding (metric) space have been found very popular in RS. A common approach for learning the metric space relies on the selection of triplets of similar (positive) and dissimilar (negative) images to a reference image called as an anchor. Choosing triplets is a difficult task particularly for multi-label RS CBIR, where each training image is annotated by multiple class labels. To address this problem, in this paper we propose a novel triplet sampling method in the framework of deep neural networks (DNNs) defined for multi-label RS CBIR problems. The proposed method selects a small set of the most representative and informative triplets based on two main steps. In the first step, a set of anchors that are diverse to each other in the embedding space is selected from the current mini-batch using an iterative algorithm. In the second step, different sets of positive and negative images are chosen for each anchor by evaluating the relevancy, hardness and diversity of the images among each other based on a novel strategy. Experimental results obtained on two multi-label benchmark archives show that the selection of the most informative and representative triplets in the context of DNNs results in: i) reducing the computational complexity of the training phase of the DNNs without any significant loss on the performance; and ii) an increase in learning speed since informative triplets allow fast convergence. The code of the proposed method is publicly available at https://git.tu-berlin.de/rsim/image-retrieval-from-triplets.


翻译:学习遥感图像之间的相似性是基于内容基于 RS 图像检索( CBIR) 的基础。 最近, 在 RS 中发现非常流行的深入的衡量学习方法, 将图像的语义相似性映射成嵌入( 度) 空间。 用于学习度空间的通用方法取决于选择类似( 阳性) 和异( 负性) 的三胞胎图像, 与一个称为锚的参考图像。 选择三胞胎是一项特别困难的任务, 多标签 RS CBIR 中, 每张培训图像都有多个类标签加注。 为了解决这个问题, 在本文中, 我们提议在为多标签 RS CBIR 问题定义的深层神经网络( 度) 框架内采用新的三胞胎样抽样方法。 拟议的方法根据两个主要步骤选择了一组最有代表性和最丰富信息的三胞胎图像。 第一步, 嵌入空间中各异的三胞胎的一组锚, 使用迭代算算算法, 。 第二步,, 不同一组的正面和负面的三胞位图像取样方法, 将每个基级的精选取, 基 的 标的精选取。

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