주제 4: 해안 쓰레기 탐지 및 규모 추정

1) 데이터 개요

이번 주제에서는 해안을 촬영한 0.3m급 위성영상 패치에서 해안에 떠밀려 쌓인 쓰레기 집적대가 덮고 있는 영역을 화소 단위 마스크로 찾아내는 것이 주된 과제입니다. 검출 단위는 쓰레기 한 점 한 점이 아니라 쓰레기가 모여 이룬 덩어리와 띠입니다. 

입력은 해안선을 담은 256×256 위성영상 패치 한 장이며 정답은 그 패치 안에서 쓰레기가 덮고 있는 구역을 화소 단위로 표시한 이진 마스크입니다. 클래스는 debris 하나이며, 배경과 쓰레기 구역을 가르는 단일 클래스 과제입니다. 정답 단위는 개별 쓰레기가 아니라 쓰레기 집적대(debris patch)입니다. 0.3m급 위성영상에서 페트병이나 스티로폼 파편 하나는 크기가 0.1~0.3m 수준이라 한 화소보다 작아 개체 단위 판독이 성립하지 않습니다. 쓰레기가 물가를 따라 띠를 이루거나 한자리에 쌓여 덩어리를 이루면 수 m에서 수십 m에 이르며, 이 크기부터 위성영상에서 형태와 범위를 판단할 수 있습니다.

집적되는 조각 하나하나의 형태가 아니라 질감으로 드러납니다. 흰색, 회색, 청색, 녹색이 섞인 밝은 점과 작은 얼룩이 모여 얼룩덜룩하게 보이고, 이런 점들이 해안선을 따라 띠로 이어지거나 한자리에 뭉친 범위가 정답입니다.

패치는 해안을 찍은 영상에서 잘라낸 것이라 바다와 육지가 같이 들어오기도 하고 한쪽만 들어오기도 합니다. 육지 쪽에는 모래사장, 자갈밭, 갯바위, 갯벌, 호안과 방파제, 해안 도로, 그 뒤의 숲과 건물이 나오고, 포구가 걸리면 선박이나 부잔교 같은 시설도 보입니다. 바다는 아주 어두운 남색이거나 거의 검정이고, 파도가 부서지는 물가만 흰 선으로 밝게 보입니다. 숲은 밝은 녹색, 모래는 연한 황갈색, 갯바위는 회색과 갈색이 섞인 거친 면입니다. 장면마다 색감 차이가 커서 어떤 영상은 누렇고 뿌옇게, 어떤 영상은 채도가 높고 선명하게 보입니다.

정답 마스크 규칙

정답 마스크는 다음 규칙에 따라 작성되었습니다. 예측 결과의 형태를 좌우하는 규칙이므로 그대로 밝힙니다.

정답 제외 대상

해안에는 위성 화소 수준에서 쓰레기와 구분이 어려운 자연 대상이 많으며, 다음은 정답에 포함되지 않습니다.

• 밝은 자갈과 조개껍질 무더기. 스티로폼과 같은 밝은 흰색으로 보입니다

• 파도 거품과 물가의 포말. 흰 선형 무늬로 보입니다

• 해조류 퇴적과 유목. 어두운 띠로 보입니다

• 갯벌의 사주와 물고임. 색과 질감이 쓰레기 구역과 비슷합니다

• 선박, 차량, 어구 시설물 같은 인공 구조물

마스크 규약

마스크는 입력 패치와 같은 256×256 격자입니다. 원점은 좌상단이고 행은 아래쪽, 열은 오른쪽으로 증가합니다. 값은 1(쓰레기 구역)과 0(배경) 둘 뿐입니다. 지리좌표는 제공되지 않으며 제출에도 쓰지 않습니다.

2) 입력 영상 규격

화소값은 보기 좋게 밝기와 색을 조정한 값입니다. 장면마다 따로 조정했기 때문에 같은 모래나 바다도 장면에 따라 밝기와 색이 다를 수 있습니다. 위성 원본의 반사율이 아니므로 이 RGB로 NDWI(Normalized Difference Water Index)나 NDVI(Normalized Difference Vegetation Index) 같은 지수를 계산해도 의미가 없습니다.

 
3) 평가 데이터

평가 입력은 환경변수 AIF_INPUT_DIR이 가리키는 폴더에 다음 구조로 주어집니다.

patches.csv         추론 대상 목록, 열은 id 하나
images/<id>.png     256×256 자연색 RGB 8bit PNG

• 평가 영상은 256×256, 자연색 RGB 8bit PNG 규격 그대로이며 무효 영역이 없습니다

• id는 m0001 같은 익명 연번입니다

• 추론 대상은 patches.csv에 적힌 id 전체이며, 폴더를 훑어 대상을 정하지 마시기 바랍니다

4) 결과 파일 형식

결과 파일은 id, rle 두 열의 CSV 한 개입니다. 한 행이 패치 한 장의 예측 마스크입니다.

id,rle
m0001,2570 5 2826 5 3082 5    11번째 행의 11~15번째 열이 세 행에 걸쳐 1인 마스크 (10×256+10 = 2570)
m0002,65535 1                 마지막 화소 하나만 1인 마스크
m0003,                        쓰레기가 없는 패치

결과 파일에 대한 규칙은 다음과 같습니다:

• 목록에 있는 id의 행이 없으면 빈 예측으로 처리

• 마스크의 1인 화소가 50개 미만이면 빈 예측으로 간주

• 목록에 없는 id, 같은 id의 중복 행, 해석할 수 없는 RLE(정수가 아닌 값, 홀수 개의 값, 길이가 1 미만인 구간, 0~65535를 벗어나는 구간)가 있으면 제출 전체가 채점 실패로 처리

5) 유의사항

• 대회에서 제공되는 모든 자료는 본 대회 참가 목적으로만 사용할 수 있으며, 대회 외 재배포와 전재, 공개를 금합니다

• 각 패치는 서로 독립적으로 판정합니다

• 쓰레기가 없는 패치의 정답은 빈 마스크이며, 그 상태가 곧 정답입니다

• 외부 공개 데이터와 공개 사전학습 가중치는 그 라이선스가 대회 참가와 파생물 제출을 허용하는 범위에서 사용하실 수 있습니다

6) 베이스라인 라이선스

• segmentation_models_pytorch (UNet 구현): MIT. 원문

• ResNet18 ImageNet 인코더 가중치 (torchvision 원본, segmentation_models_pytorch 재배포본 사용): BSD-3-Clause. 원문, 재배포본

• 베이스라인 코드와 파인튜닝 가중치: 대회 참가 목적으로 자유롭게 사용, 수정, 재학습하실 수 있습니다. 파생 제출물에 별도 조건이 전파되지 않습니다

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본 대회는 별도의 학습 데이터셋이 제공되지 않습니다

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