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Low-cost Multispectral Scene Analysis with Modality Distillation

Authors :
Heng Zhang
Elisa Fromont
Sébastien Lefèvre
Bruno Avignon
Large Scale Collaborative Data Mining (LACODAM)
GESTION DES DONNÉES ET DE LA CONNAISSANCE (IRISA-D7)
Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA)
Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)
Observation de l’environnement par imagerie complexe (OBELIX)
SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE (IRISA-D5)
Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
ATERMES [Montigny-le-Bretonneux]
SIGNAL, IMAGE ET LANGAGE (IRISA-D6)
Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-GESTION DES DONNÉES ET DE LA CONNAISSANCE (IRISA-D7)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Source :
IEEE Winter Conference on Applications of Computer Vision (WACV), IEEE Winter Conference on Applications of Computer Vision (WACV), Jan 2022, Waikoloa /Virtual, United States, HAL, WACV 2022-IEEE Winter Conference on Applications of Computer Vision, WACV 2022-IEEE Winter Conference on Applications of Computer Vision, Jan 2022, Waikoloa /Virtual, United States. pp.1-10
Publication Year :
2022
Publisher :
HAL CCSD, 2022.

Abstract

International audience; Despite its robust performance under various illumination conditions, multispectral scene analysis has not been widely deployed due to two strong practical limitations: 1) thermal cameras, especially high-resolution ones are much more expensive than conventional visible cameras; 2) the most commonly adopted multispectral architectures, twostream neural networks, nearly double the inference time of a regular mono-spectral model which makes them impractical in embedded environments. In this work, we aim to tackle these two limitations by proposing a novel knowledge distillation framework named Modality Distillation (MD). The proposed framework distils the knowledge from a high thermal resolution two-stream network with featurelevel fusion to a low thermal resolution one-stream network with image-level fusion. We show on different multispectral scene analysis benchmarks that our method can effectively allow the use of low-resolution thermal sensors with more compact one-stream networks.

Details

Language :
English
Database :
OpenAIRE
Journal :
IEEE Winter Conference on Applications of Computer Vision (WACV), IEEE Winter Conference on Applications of Computer Vision (WACV), Jan 2022, Waikoloa /Virtual, United States, HAL, WACV 2022-IEEE Winter Conference on Applications of Computer Vision, WACV 2022-IEEE Winter Conference on Applications of Computer Vision, Jan 2022, Waikoloa /Virtual, United States. pp.1-10
Accession number :
edsair.doi.dedup.....957956b9d92feb796f1fa0bce57635cd