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Active Learning pour la classication hyperspectrale : une étude comparative

Authors :
Romain Thoreau
Veronique Achard
Laurent Risser
Beatrice Berthelot
Xavier Briottet
ONERA / DOTA, Université de Toulouse [Toulouse]
ONERA-PRES Université de Toulouse
Institut de Mathématiques de Toulouse UMR5219 (IMT)
Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Magellium
ANR-19-P3IA-0004,ANITI,Artificial and Natural Intelligence Toulouse Institute(2019)
Source :
IEEE geoscience and remote sensing magazine, IEEE geoscience and remote sensing magazine, In press, 10 (3), pp.256-278. ⟨10.1109/MGRS.2022.3169947⟩
Publication Year :
2022
Publisher :
HAL CCSD, 2022.

Abstract

International audience; Machine learning algorithms have demonstrated impressive results for land cover mapping from hyperspectral data. To enhance the generalization capabilities of statistical models, Active Learning methods guide the annotation of the training dataset by querying the most informative samples.The training of the classifier can then be performed on an optimal training dataset. We bring under the same framework uncertainty, representativeness and performance based Active Learning methods, conduct a benchmark on state-of-the-art methods and release a toolbox to allow experimenting with these methods. The experiments are conducted on various datasets: a toy dataset, classic hyperspectral benchmark datasets and a complex hyperspectral scene. We evaluate the methods with usual accuracy metrics as well as complementary metrics that allow us to provide guidelines in the choice of a relevant Active Learning strategy in a real use case.; Les algorithmes d'apprentissage automatique ont donné des résultats impressionnants pour la cartographie de l'occupation du sol à partir de données hyperspectrales. Pour améliorer les capacités de généralisation des modèles statistiques, les méthodes d'active learning guident l'annotation de l'ensemble des données d'apprentissage en sélectionnant les échantillons les plus informatifs. Nous mettons sous le même formalisme les méthodes d'active learning qui utilisent des heuristiques d'incertitude, de représentativité et de performance, nous effectuons une étude comparative de l'état de l'art et nous publions une boîte à outils permettant d'expérimenter ces méthodes.

Details

Language :
English
ISSN :
21686831
Database :
OpenAIRE
Journal :
IEEE geoscience and remote sensing magazine, IEEE geoscience and remote sensing magazine, In press, 10 (3), pp.256-278. ⟨10.1109/MGRS.2022.3169947⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....8f84860df365b12e4ed861b178c8bbc1
Full Text :
https://doi.org/10.1109/MGRS.2022.3169947⟩