图像分割的多类预测后处理?

我的全卷积网络(FCN)被训练用于检测10个不同的类别,并输出一个500x500x10的矩阵,其中最后的维度表示不同类别的预测概率。

通常,我看到的做法是使用统一的阈值,例如0.5,来将概率矩阵二值化。然而,在我的情况下,这种方法并不完全适用,因为某些类别的IoU在阈值为0.3时会增加,而其他类别则在0.8时效果更好。

因此,我不需要为每个类别任意选择阈值,而是希望采用更具概率性的方法来确定阈值。我考虑过使用条件随机场(CRFs),但这也需要先进行阈值处理。你们有什么建议吗?

举个例子:假设有一张森林的图片,里面有5种不同的鸟。我试图输出一个图像,将森林和这五只鸟进行分割,共6个类别,每个类别有单独的标签。网络输出6个混淆矩阵,表示每个像素属于特定类别的置信度。现在,像素的正确答案并不总是置信度最高的类别。因此,一刀切的方法或最大值方法并不适用。


回答:

CRF后处理方法

使用CRF时,你不需要设置阈值。我对Python中用于CRF的库不太熟悉,但原则上,你需要定义的是:

  1. 每个节点(像素)的10个类别的概率分布,这只是你的网络的输出。
  2. 成对势能:10*10的矩阵,其中元素Aij表示一个像素属于类别i,另一个像素属于类别j的配置的“强度”。如果你将对角线上的势能设为一个值alpha(alpha >> 1),其他位置设为1,那么alpha就是正则化力,它能使预测保持一致性(如果像素X属于类别Y,那么X的邻居像素更可能属于相同的类别)。

这只是定义CRF的一种示例。

端到端神经网络方法

在你的网络中添加一个损失函数,该函数会惩罚那些与邻居类别不同的像素。请注意,你仍然需要调整新正则化损失的权重参数。

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