航空点群からの物体検出

ZhaiyuChen

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はじめに<\/H2>Actueel Hoogtebestand Nederland (AHN) データセットは、オランダを無数の点として正確に描写していますが、その処理には通常、大量の人手介入が必要です。このブログ記事では、arcgis.learn モジュールを利用して AHN 点群の自動分類を促進する方法を示します。AHN の生の分類は無視し、代わりに点群の詳細な再分類を行います。<\/P><\/P>PointCNN<\/H2>まず、点群解析のための深層学習パイプラインである PointCNN を紹介します。<\/P><\/P>画像とは異なり、点群データは空間内で順序付けられておらず異方的に分布しているため、2D データ用に設計された従来の畳み込みニューラルネットワーク（CNN）の適用が困難です。<\/P><\/P>PointCNN フレームワークの中核部分は、2D CNN の畳み込み操作に類似した X-Conv 演算です。この演算子は、処理された点群ブロックに一連の操作を行います。X-Conv の特長は、入力点を任意の順序で処理して順序に依存しない特徴を得られることです。X-Conv を構成要素として、PointCNN は 2D グリッド上の畳み込みと似ていますがやや複雑な、順序付けされていない点集合への畳み込みを実行できます。<\/P><\/P>点群上の XConv 演算（下）は 2D グリッド上の畳み込み（上）に類似しています<\/P><\/P>PointCNN は Esri の深層学習用 Python API である arcgis.learn モジュールで実装されています。ArcGIS API は点群データセットから効率的に点を分類・セグメント化する機能をカプセル化しています。API の詳細については arcgis.learn ドキュメント<\/A>をご参照ください。<\/P>

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当然ながら、PointCNN は学習用データが必要であり、Dayton Annotated Laser Earth Scan (DALES) データセット (

DALES : University of Dayton, Ohio<\/A>) が使用されます。このデータセットには都市部、郊外、農村部、商業地域など複数のシーンタイプにまたがる密集したラベル付き航空データ40シーンが含まれ、5億点以上が10平方キロメートルの範囲にわたっています。テストデータセットとして Dordtrecht の AHN3 点群が選ばれ、その準備には ArcGIS Pro のジオプロセシング - LAS 変換および LAS 抽出が使用されました。<\/P>

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ArcGIS Pro における Dordrecht データセット準備<\/P>

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DALES 点群で学習した後、PointCNN は座標情報 (x, y, z) のみで Dordrecht 地域の AHN 点を分類できます。学習スクリプトはこの 

ArcGIS Notebook<\/A>で確認できます。<\/P>

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強度値でレンダリングした Dordrecht 地域の未分類 AHN 点群<\/P>

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結果<\/H2>以下は PointCNN によって分類された Dordrecht のシーンです。分類には地面、植生、自動車、トラック、電線、電柱、フェンス、および建物が含まれます。特に小さな物体（例：自動車や電線）が依然として明確に検出されていることに注目してください。粗い5つのクラスのみからなる AHN3 の生分類と比較して、新しい分類は明らかにより細かな詳細を持っています。<\/P><\/P><\/P>Dordtrecht 地域のクラスコードでレンダリングされた分類済み AHN 点群 <\/> <\/> <\/> <\/> <\/> <\/> <\/> <\/> <\/> <\/> <\/> <\/> <\/> <\/> <\/> <\/> <\/> <\/> <\/> <\/> <\/> <\/> <\/> <\/> <\/> <\/> 
分類された点群のインタラクティブマップはこの ストーリーマップ：航空点群からの物体検出でご覧いただけます。

MortezaEsfandiari

Hi, 

Thanks for sharing your work.

I was wondering if you could help me with a question that I have. 

Did you train the model on GPU or was it on CPU, and how long did it take?

I am asking because I followed your steps (I only used two blocks for training and one for validation) but after three days of training on CPU, it didn't even go one epoch.

I would appreciate it if you can help me with this.