ADAPTAÇÃO DE DOMINIO BASEADO EM APRENDIZADO PROFUNDO PARA DETECÇÃO DE MUDANÇAS EM FLORESTAS TROPICAIS

• Autor(a) principal: PEDRO JUAN SOTO VEGA
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da PUC-RIO (Projeto Maxwell)
• Texto Completo: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=53774@1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=53774@2

Os dados de observação da Terra são freqüentemente afetados pelo fenômeno de mudança de domínio. Mudanças nas condições ambientais, variabilidade geográfica e diferentes propriedades de sensores geralmente tornam quase impossível empregar classificadores previamente treinados para novos dados sem experimentar uma queda significativa na precisão da classificação. As técnicas de adaptação de domínio baseadas em modelos de aprendizado profundo têm se mostrado úteis para aliviar o problema da mudança de domínio. Trabalhos recentes nesta área fundamentam-se no treinamento adversárial para alinhar os atributos extraídos de imagens de diferentes domínios em um espaço latente comum. Outra forma de tratar o problema é empregar técnicas de translação de imagens e adaptá-las de um domínio para outro de forma que as imagens transformadas contenham características semelhantes às imagens do outro domínio. Neste trabalho, propõem-se abordagens de adaptação de domínio para tarefas de detecção de mudanças, baseadas em primeiro lugar numa técnica de traslação de imagens, Cycle-Consistent Generative Adversarial Network (CycleGAN), e em segundo lugar, num modelo de alinhamento de atributos: a Domain Adversarial Neural Network (DANN). Particularmente, tais técnicas foram estendidas, introduzindo-se restrições adicionais na fase de treinamento dos componentes do modelo CycleGAN, bem como um procedimento de pseudo-rotulagem não supervisionado para mitigar o impacto negativo do desequilíbrio de classes no DANN. As abordagens propostas foram avaliadas numa aplicação de detecção de desmatamento, considerando diferentes regiões na floresta amazônica e no Cerrado brasileiro (savana). Nos experimentos, cada região corresponde a um domínio, e a precisão de um classificador treinado com imagens e referências de um dos domínio (fonte) é medida na classificação de outro domínio (destino). Os resultados demonstram que as abordagens propostas foram bem sucedidas em amenizar o problema de desvio de domínio no contexto da aplicação alvo.