microsoft / microsoft/PlanetaryComputerExamples

Question regarding MOSAIKS Implementation

Đang mở
#307 4 bình luận 0 reaction 0 người được giao Xem trên GitHub

Chưa có ai nhận issue này.

Ngôn ngữ chính
Jupyter Notebook
Star
455
Fork
225
Chỉ số merge pull request
Không có pull request nào được merge trong 30 ngày

Mô tả

Discrepancy between MOSAIK paper and MPC RCF implementation

Hi!

Given the recent open-sourcing of AlphaEarth by DeepMind and its comparison with MOSAIK [1], I was taking a closer look at the implementation from @calebrob6's PR (https://github.com/microsoft/PlanetaryComputerExamples/pull/70).

Expected behavior (from paper)

Based on the MOSAIK paper, the Random Convolution Features (RCF) process works as follows:

  1. Given an input image I, features are computed by randomly sampling K patches from across N images from the training set
  2. These K patches are then convolved over I to obtain K feature maps
  3. The feature maps are averaged over pixels to produce a K-dimensional feature vector X_i

The following image from the paper illustrates this process:

RCF process from MOSAIK paper

Actual implementation

However, the MPC implementation uses a different approach:

class RCF(nn.Module):
    """A model for extracting Random Convolution Features (RCF) from input imagery."""
    def __init__(self, num_features=16, kernel_size=3, num_input_channels=3):
        super(RCF, self).__init__()
        # We create `num_features / 2` filters so require `num_features` to be divisible by 2
        assert num_features % 2 == 0
        self.conv1 = nn.Conv2d(
            num_input_channels,
            num_features // 2,
            kernel_size=kernel_size,
            stride=1,
            padding=0,
            dilation=1,
            bias=True,
        )
        nn.init.normal_(self.conv1.weight, mean=0.0, std=1.0)
        nn.init.constant_(self.conv1.bias, -1.0)
    
    def forward(self, x):
        x1a = F.relu(self.conv1(x), inplace=True)
        x1b = F.relu(-self.conv1(x), inplace=True)
        x1a = F.adaptive_avg_pool2d(x1a, (1, 1)).squeeze()
        x1b = F.adaptive_avg_pool2d(x1b, (1, 1)).squeeze()
        if len(x1a.shape) == 1:  # case where we passed a single input
            return torch.cat((x1a, x1b), dim=0)
        elif len(x1a.shape) == 2:  # case where we passed a batch of > 1 inputs
            return torch.cat((x1a, x1b), dim=1)

As I understand it, instead of using K kernels extracted from N training images (as described in the paper), this implementation creates K randomly initialized kernels. While randomly initialized kernels can be powerful feature extractors, this approach differs significantly from the paper's methodology.

Am I missing something that explains why this implementation choice was made? Is there a specific reason for deviating from the paper's approach of sampling patches from training images?

Thank you!

References
[1] Rolf, Esther, et al. "A generalizable and accessible approach to machine learning with global satellite imagery." Nature communications 12.1 (2021): 4392.

Hướng dẫn đóng góp

Mở hướng dẫn đóng góp

Bắt đầu từ đâu

  1. Đọc hết issue, rồi đọc hướng dẫn đóng góp của dự án.
  2. Bình luận trên issue rằng bạn sẽ nhận — tránh hai người làm cùng một việc.
  3. Fork repository và làm thay đổi trên một nhánh.
  4. Mở pull request có tham chiếu số hiệu của issue.

Hướng nghiên cứu

Bắt đầu với lớp RCF được hiển thị trong issue và kiểm tra phần triển khai của lớp này trong pull request #70. So sánh quy trình tích chập ngẫu nhiên của mã với mô tả về việc lấy mẫu patch trong bài báo MOSAIK. Được xem là hoàn tất khi xác định được liệu sự khác biệt có phải là có chủ ý hay không và ghi lại cơ sở của điều đó, hoặc xác định thay đổi cần thiết trong phần triển khai.

Do mô hình lập chỉ mục viết ra từ nội dung của issue.

Đánh giá

Công nghệ
python, pytorch
Lĩnh vực
machine-learning
Loại issue
Lỗi
Độ khó
4/5
Thời gian dự kiến
3-5 ngày
Mức độ hoạt động
Đình trệ
Độ rõ ràng
Cần làm rõ
Mức phù hợp với người mới
30/100

Nhận issue mới trong hộp thư của bạn

Bản tóm tắt ngắn những issue GitHub phù hợp với người mới.