AI-For-Beginners/translations/ne/lessons/4-ComputerVision/12-Segmentation

सेग्मेन्टेसन

हामीले पहिले Object Detection को बारेमा सिकेका थियौं, जसले हामीलाई तस्बिरमा वस्तुहरूको bounding boxes भविष्यवाणी गरेर तिनीहरूको स्थान पत्ता लगाउन मद्दत गर्छ। तर, केही कार्यहरूको लागि हामीलाई केवल bounding boxes मात्र होइन, वस्तुको अझै सटीक स्थान पत्ता लगाउन आवश्यक हुन्छ। यस कार्यलाई सेग्मेन्टेसन भनिन्छ।

Pre-lecture quiz

सेग्मेन्टेसनलाई पिक्सेल वर्गीकरण को रूपमा हेर्न सकिन्छ, जहाँ तस्बिरको प्रत्येक पिक्सेलको वर्ग भविष्यवाणी गर्नुपर्छ (background पनि वर्गहरूमध्ये एक हो)। सेग्मेन्टेसनका दुई मुख्य एल्गोरिदमहरू छन्:

• Semantic segmentation केवल पिक्सेलको वर्ग बताउँछ, तर एउटै वर्गका विभिन्न वस्तुहरू बीच भिन्नता गर्दैन।
• Instance segmentation वर्गहरूलाई विभिन्न instances मा विभाजन गर्छ।

उदाहरणका लागि, instance segmentation मा यी भेडाहरू अलग-अलग वस्तुहरू हुन्, तर semantic segmentation मा सबै भेडाहरू एउटै वर्गले प्रतिनिधित्व गरिन्छ।

तस्बिर यस ब्लग पोस्ट बाट।

सेग्मेन्टेसनका लागि विभिन्न न्युरल आर्किटेक्चरहरू छन्, तर तिनीहरूको संरचना समान हुन्छ। यसले तपाईंले पहिले सिकेको autoencoder जस्तै देखिन्छ, तर मूल तस्बिरलाई पुनःनिर्माण गर्ने सट्टा, हाम्रो लक्ष्य mask पुनःनिर्माण गर्नु हो। त्यसैले, सेग्मेन्टेसन नेटवर्कमा निम्न भागहरू हुन्छन्:

• Encoder इनपुट तस्बिरबाट विशेषताहरू निकाल्छ।
• Decoder ती विशेषताहरूलाई mask image मा रूपान्तरण गर्छ, जसको आकार र च्यानलहरूको संख्या वर्गहरूको संख्यालाई प्रतिनिधित्व गर्छ।

तस्बिर यस प्रकाशन बाट।

हामीले विशेष रूपमा सेग्मेन्टेसनमा प्रयोग हुने loss function उल्लेख गर्नुपर्छ। जब क्लासिकल autoencoders प्रयोग गरिन्छ, हामीले दुई तस्बिरहरू बीचको समानता मापन गर्नुपर्छ, र त्यसका लागि mean square error (MSE) प्रयोग गर्न सकिन्छ। सेग्मेन्टेसनमा, लक्ष्य mask तस्बिरको प्रत्येक पिक्सेलले वर्ग संख्या (तीस्रो आयाममा one-hot-encoded) प्रतिनिधित्व गर्छ, त्यसैले हामीले वर्गीकरणका लागि विशिष्ट loss functions प्रयोग गर्नुपर्छ - cross-entropy loss, सबै पिक्सेलहरूमा औसत गरिएको। यदि mask binary हो भने - binary cross-entropy loss (BCE) प्रयोग गरिन्छ।

✅ One-hot encoding वर्ग लेबललाई वर्गहरूको संख्याको बराबर लम्बाइको भेक्टरमा रूपान्तरण गर्ने तरिका हो। यस लेख मा यस प्रविधिको बारेमा हेर्नुहोस्।

मेडिकल इमेजिङका लागि सेग्मेन्टेसन

यस पाठमा, हामी सेग्मेन्टेसनलाई व्यवहारमा देख्नेछौं, जहाँ नेटवर्कलाई मेडिकल तस्बिरहरूमा मानव nevi (मोल्स) चिन्हित गर्न प्रशिक्षण दिनेछौं। हामी PH² Database को dermoscopy तस्बिरहरू प्रयोग गर्नेछौं। यस डेटासेटमा तीन वर्गका २०० तस्बिरहरू छन्: typical nevus, atypical nevus, र melanoma। सबै तस्बिरहरूमा mask पनि समावेश छ, जसले nevus लाई outline गर्छ।

✅ यो प्रविधि विशेष रूपमा यस प्रकारको मेडिकल इमेजिङका लागि उपयुक्त छ, तर तपाईं अन्य वास्तविक-जीवन अनुप्रयोगहरू के कल्पना गर्न सक्नुहुन्छ?

तस्बिर PH² Database बाट।

हामीले कुनै पनि nevus लाई यसको background बाट अलग गर्न सेग्मेन्ट गर्न मोडेल प्रशिक्षण दिनेछौं।

✍️ अभ्यास: सेम्यान्टिक सेग्मेन्टेसन

तलका नोटबुकहरू खोल्नुहोस् र विभिन्न सेम्यान्टिक सेग्मेन्टेसन आर्किटेक्चरहरूको बारेमा थप जान्नुहोस्, तिनीहरूसँग काम गर्ने अभ्यास गर्नुहोस्, र तिनीहरूलाई व्यवहारमा देख्नुहोस्।

• Semantic Segmentation Pytorch
• Semantic Segmentation TensorFlow

Post-lecture quiz

निष्कर्ष

सेग्मेन्टेसन तस्बिर वर्गीकरणको लागि एक शक्तिशाली प्रविधि हो, जसले bounding boxes बाट अगाडि बढेर पिक्सेल-स्तरको वर्गीकरणसम्म पुग्छ। यो मेडिकल इमेजिङ लगायत अन्य अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिन्छ।

🚀 चुनौती

शरीर सेग्मेन्टेसन तस्बिरहरूमा मानिसहरूको साथ गर्न सकिने सामान्य कार्यहरूमध्ये एक हो। अन्य महत्त्वपूर्ण कार्यहरूमा skeleton detection र pose detection समावेश छन्। OpenPose लाइब्रेरी प्रयास गर्नुहोस् र pose detection कसरी प्रयोग गर्न सकिन्छ हेर्नुहोस्।

समीक्षा र आत्म-अध्ययन

यो विकिपिडिया लेख ले यस प्रविधिको विभिन्न अनुप्रयोगहरूको राम्रो अवलोकन प्रदान गर्दछ। Instance segmentation र Panoptic segmentation का उपक्षेत्रहरूको बारेमा थप जान्न आफैं अध्ययन गर्नुहोस्।

Assignment

यस प्रयोगशालामा, Segmentation Full Body MADS Dataset प्रयोग गरेर मानव शरीर सेग्मेन्टेसन प्रयास गर्नुहोस्।

---