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Evaluation of Dependency between Network Size and Accuracy of Autoencoders for On-board Anomaly Detection on Remote Sensing Data

Hiebert, Tina (2021) Evaluation of Dependency between Network Size and Accuracy of Autoencoders for On-board Anomaly Detection on Remote Sensing Data. Masterarbeit, Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
141MB

Kurzfassung

In this master thesis the dependency between network size and accuracy of autoencoders for anomaly detection is investigated. A pipeline comprising hyperparameter tuning to find and train suitable models, testing and pruning of autoencoders is developed. Linear and convolutional autoencoders are considered. The reconstruction error of autoencoders trained to reconstruct non-anomalous data is used to detect anomalies. Experiments are conducted on three different remote sensing datasets, including a hyperspectral dataset, with maritime and forestry scenes to study the effect that a change of spectral dimension and different background and anomaly classes have on the detection results. Each tested autoencoder is pruned in an iterative process of structured pruning and retraining, increasing the sparsity of the autoencoder at each iteration. Simulated annealing is used to find sparsity distributions where layers with more parameters are pruned at a higher rate. In the datasets considered the autoencoders outperform classical approaches like the DCT and RX in most cases, and perform at-par otherwise. The pruning experiments show that linear models can be pruned at high rates without any performance loss, while the accuracy of convolutional models drop at higher pruning rates.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/143781/
Dokumentart:Hochschulschrift (Masterarbeit)
Titel:Evaluation of Dependency between Network Size and Accuracy of Autoencoders for On-board Anomaly Detection on Remote Sensing Data
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Hiebert, TinaDLR-OSNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:26 Juli 2021
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Seitenanzahl:68
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Neural networks, autoencoder, pruning, anomaly detection, remote sensing, hyperspectral images
Institution:Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig
Abteilung:Fakultät Informatik und Medien
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Künstliche Intelligenz
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Optische Sensorsysteme > Echtzeit-Datenprozessierung
Hinterlegt von: Bhattacharjee, Protim
Hinterlegt am:07 Sep 2021 08:27
Letzte Änderung:07 Sep 2021 08:27

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