Focus for Free in Density-Based Counting

This work considers supervised learning to count from images and their corresponding point annotations. Where density-based counting methods typically use the point annotations only to create Gaussian-density maps, which act as the supervision signal, the starting point of this work is that point annotations have counting potential beyond density map generation. We introduce two methods that repurpose the available point annotations to enhance counting performance. The first is a counting-specific augmentation that leverages point annotations to simulate occluded objects in both input and density images to enhance the network's robustness to occlusions. The second method, foreground distillation, generates foreground masks from the point annotations, from which we train an auxiliary network on images with blacked-out backgrounds. By doing so, it learns to extract foreground counting knowledge without interference from the background. These methods can be seamlessly integrated with existing counting advances and are adaptable to different loss functions. We demonstrate complementary effects of the approaches, allowing us to achieve robust counting results even in challenging scenarios such as background clutter, occlusion, and varying crowd densities. Our proposed approach achieves strong counting results on multiple datasets, including ShanghaiTech Part\_A and Part\_B, UCF\_QNRF, JHU-Crowd++, and NWPU-Crowd.Comment: 18 page

Augmenting Deep Learning Performance in an Evidential Multiple Classifier System

International audienceThe main objective of this work is to study the applicability of ensemble methods in the context of deep learning with limited amounts of labeled data. We exploit an ensemble of neural networks derived using Monte Carlo dropout, along with an ensemble of SVM classifiers which owes its effectiveness to the hand-crafted features used as inputs and to an active learning procedure. In order to leverage each classifier's respective strengths, we combine them in an evidential framework, which models specifically their imprecision and uncertainty. The application we consider in order to illustrate the interest of our Multiple Classifier System is pedestrian detection in high-density crowds, which is ideally suited for its difficulty, cost of labeling and intrinsic imprecision of annotation data. We show that the fusion resulting from the effective modeling of uncertainty allows for performance improvement, and at the same time, for a deeper interpretation of the result in terms of commitment of the decision

Learning visual representations with deep neural networks for intelligent transportation systems problems

Esta tesis se centra en dos grandes problemas en el área de los sistemas de transportes inteligentes (STI): el conteo de vehículos en escenas de congestión de tráfico; y la detección y estimación del punto de vista, de forma simultánea, de los objetos en una escena. Respecto al problema del conteo, este trabajo se centra primero en el diseño de arquitecturas de redes neuronales profundas que tengan la capacidad de aprender representaciones multi-escala profundas, capaces de estimar de forma precisa la cuenta de objetos, mediante mapas de densidad. Se trata también el problema de la escala de los objetos introducida por la gran perspectiva típicamente presente en el área de recuento de objetos. Además, con el éxito de las redes hourglass profundas en el campo del conteo de objetos, este trabajo propone un nuevo tipo de red hourglass profunda con conexiones de corto circuito auto-gestionadas. Los modelos propuestos se evalúan en las bases de datos públicas más utilizadas y logran los resultados iguales o superiores al estado del arte en el momento en que fueron publicadas. Para la segunda parte, se realiza un estudio comparativo completo del problema de detección de objetos y la estimación de la pose de forma simultánea. Se expone el compromiso existente entre la localización del objeto y la estimación de su pose. Un detector necesita idealmente una representación que sea invariable al punto de vista, mientras que un estimador de poses necesita ser discriminatorio. Por lo tanto, se proponen tres nuevas arquitecturas de redes neurales profundas en las que el problema de la detección de objetos y la estimación de la pose se van desacoplando progresivamente. Además, se aborda la cuestión de si la pose debe expresarse como un valor discreto o continuo. A pesar de ofrecer un rendimiento similar, los resultados muestran que los enfoques continuos son más sensibles al sesgo del punto de vista principal de la categoría del objeto. Se realiza un análisis comparativo detallado en las dos bases de datos principales, es decir, PASCAL3D+ y ObjectNet3D. Se logran resultados competitivos con todos los modelos propuestos en ambos conjuntos de datos