Les méthodes d'apprentissage efficaces en annotation pour la découverte et la détection d'objets

Object detectors are important components of intelligent systems such as autonomous vehicles or robots. They are typically obtained with fully-supervised training, which requires large manually annotated datasets whose construction is time-consuming and costly. This thesis studies alternatives to fully-supervised object detection that work with less or even no manual annotation. We focus in the first part of this thesis on the unsupervised object discovery problem, which, given an image collection without manual annotation, aims at identifying pairs of images that contain similar objects and localizing these objects. We discuss two optimization-based approaches(OSD and rOSD), a ranking method (LOD) and a simple seed-growing approach that exploits features from self-supervised transformers (LOST) to this problem. In the second part of the thesis, we consider a practical scenario which combines weakly-supervised and active learning for training an object detector, and propose BiB, an active learning strategy tailored for this scenario. We show that our pipeline offers a better trade-off between annotation cost and effectiveness than both weakly- and fully-supervised object detection.Les modèles de détection d’objets dans les images sont des composants importants de systèmes intelligents comme les véhicules autonomes ou les robots. Ils sont typiquement obtenus par l’apprentissage supervisé, ce qui nécessite de grands jeux de données annotées à la main. La construction de tels jeux de données est pourtant coûteuse en temps et en argent, ce qui limite souvent leur taille et leur diversité et, par conséquent, restreint l’applicabilité des détecteurs d’objets. L’objectif de cette thèse est de développer des alternatives à l’apprentissage supervisé qui demandent moins de données annotées pour la détection d’objets. Dans la première partie de la thèse, nous nous concentrons sur la découverte d’objets non-supervisée, qui, étant donné une collection d’images non-annotées, vise à trouver les images qui contiennent les objets de la même catégorie, et localiser ces objets. Nous introduisons deux méthodes d’optimisation discrète (OSD et rOSD), une méthode de classement (LOD) et une méthode qui se base sur les descripteurs des transformers auto-supervisés pour ce problème. Dans la deuxième partie de la thèse, nous considérons un scénario pratique qui combine l’apprentissage faible et actif pour entraîner un détecteur d’objets, et discutons BiB, une méthode efficace pour un tel scénario. Nous démontrons que BiB offre un meilleur compromis entre la performance de détection et le coût d’annotation que l’apprentissage faiblement et complètement supervisé