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Título: ENABLING AUTONOMOUS DATA ANNOTATION: A HUMAN-IN-THE-LOOP REINFORCEMENT LEARNING APPROACH
Autor: LEONARDO CARDIA DA CRUZ
Instituição: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO - PUC-RIO
Colaborador(es):  ALBERTO BARBOSA RAPOSO - ADVISOR
CESAR AUGUSTO SIERRA FRANCO - CO-ADVISOR

Nº do Conteudo: 61195
Catalogação:  10/11/2022 Idioma(s):  PORTUGUESE - BRAZIL
Tipo:  TEXT Subtipo:  THESIS
Natureza:  SCHOLARLY PUBLICATION
Nota:  Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]:  https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=61195@1
Referência [en]:  https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=61195@2
Referência DOI:  https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.61195

Resumo:
Deep learning techniques have shown significant contributions in various fields, including image analysis. The vast majority of work in computer vision focuses on proposing and applying new machine learning models and algorithms. For supervised learning tasks, the performance of these techniques depends on a large amount of training data and labeled data. However, labeling is an expensive and time-consuming process. A recent area of exploration is the reduction of efforts in data preparation, leaving it without inconsistencies and noise so that current models can obtain greater performance. This new field of study is called Data-Centric AI. We present a new approach based on Deep Reinforcement Learning (DRL), whose work is focused on preparing a dataset, in object detection problems where the bounding box annotations are done autonomously and economically. Our approach consists of creating a methodology for training a virtual agent in order to automatically label the data, using human assistance as a teacher of this agent. We implemented the Deep Q-Network algorithm to create the virtual agent and developed a counseling approach to facilitate the communication of the human teacher with the virtual agent student. We used the active learning method to select cases where the agent has more significant uncertainty, requiring human intervention in the annotation process during training to complete our implementation. Our approach was evaluated and compared with other reinforcement learning methods and human-computer interaction in different datasets, where the virtual agent had to create new annotations in the form of bounding boxes. The results show that the use of our methodology has a positive impact on obtaining new annotations from a dataset with scarce labels, surpassing existing methods. In this way, we present the contribution in the field of Data-Centric AI, with the development of a teaching methodology to create an autonomous approach with human advice to create economic annotations from scarce annotations.

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