Araştırma Makalesi

Beton çatlakların derin öğrenme tabanlı semantik segmentasyonunda kodlayıcı değişkenlerinin karşılaştırmalı analizi

Cilt: 15 Sayı: 3 30 Eylül 2024
PDF İndir
TR EN

Beton çatlakların derin öğrenme tabanlı semantik segmentasyonunda kodlayıcı değişkenlerinin karşılaştırmalı analizi

Öz

Depremler, seller ve yangınlar gibi doğal afetler akabinde yapılarda ve kentsel altyapıda ciddi hasarlar meydana gelmektedir. Çatlaklar, beton yapılarda meydana gelen hasarların veya bozulmaların en yaygın belirtileri olarak kabul edilmektedir. Dolayısıyla, çatlak kusurlarının erken ve doğru bir şekilde tespit edilmesi, bu tür yapıların güvenliklerinin sağlanması ve hizmet süreleri açısından önem arz etmektedir. Son yıllarda bilgisayarlı görü uygulamalarında önemli bir atılım sergileyen derin öğrenme mimarileri, beton çatlaklarının otomatik olarak tespit ve segmente edilmesinde yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Özellikle, genel olarak bir kodlayıcı ve bir kod çözücü bloktan oluşan derin öğrenme tabanlı segmentasyon mimarileri çatlakları uzamsal sınırları ile tespit ederek, kapsamlı yapı sağlığı analizlerini mümkün kılmaktadır. Ancak, evrişimsel filtrede küçük alıcı alan, pooling işleminin neden olduğu bilgi kayıpları ve yetersiz yerel özellik işlenmesi gibi kodlayıcı blok sınırlandırmaları segmentasyon performansını sekteye uğratmaktadır. Bu çalışmada, beton yüzeylerindeki çatlakların segmentasyonu için önerilen DeepLabV3+ mimarisinde kodlayıcı blok için farklı omurga mimarilerinin (ResNet-18, ResNet-50, MobileNetV2, Xception ve Inception-ResNet) etkinlikleri analiz edilmiştir. Farklı omurga mimariler ile sağlanan alçak ve yüksek seviyeli özelliklerin etkinliklerinin test edilmesi için erişime açık Deepcrack ve CrackForest veri setleri kullanılmıştır. Bulgular her iki veri seti için de MobileNetV2 mimarisinin eğitilebilir parametre ve segmentasyon perfromansı açısından en başarılı ağ olduğunu göstermiştir. MobileNetV2 kodlayıcı tabanlı segmentasyon çerçevesi, yaklaşık 6.7 milyon eğitilebilir ağırlık kullanarak her iki veri seti için sırasıyla 0.81 ve 0.70 Dice benzerlik katsayısı (DSC) başarımı elde etmiştir.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. [1] Q. An et al., “Segmentation of Concrete Cracks by Using Fractal Dimension and UHK-Net,” Fractal Fract., vol. 6, no. 2, pp. 1–18, 2022, doi: 10.3390/fractalfract6020095.
  2. [2] L. Song, H. Sun, J. Liu, Z. Yu, and C. Cui, “Automatic segmentation and quantification of global cracks in concrete structures based on deep learning,” Meas. J. Int. Meas. Confed., vol. 199, no. June, 2022, doi: 10.1016/j.measurement.2022.111550.
  3. [3] X. Han et al., “Structural damage-causing concrete cracking detection based on a deep-learning method,” Constr. Build. Mater., vol. 337, no. 196, 2022, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2022.127562.
  4. [4] Y. Bai, H. Sezen, and A. Yilmaz, “End-to-end deep learning methods for automated damage detection in extreme events at various scales,” Proc. - Int. Conf. Pattern Recognit., no. c, pp. 5736–5743, 2020, doi: 10.1109/ICPR48806.2021.9413041.
  5. [5] W. Wang, C. Su, G. Han, and H. Zhang, “A lightweight crack segmentation network based on knowledge distillation,” vol. 76, no. May, 2023.
  6. [6] L. Yang, H. Huang, S. Kong, and Y. Liu, “A deep segmentation network for crack detection with progressive and hierarchical context fusion,” J. Build. Eng., vol. 75, no. May, 2023, doi: 10.1016/j.jobe.2023.106886.
  7. [7] J. König, M. D. Jenkins, M. Mannion, P. Barrie, and G. Morison, “Optimized deep encoder-decoder methods for crack segmentation,” Digit. Signal Process. A Rev. J., vol. 108, 2021, doi: 10.1016/j.dsp.2020.102907.
  8. [8] A. Mahgoub, A. Talab, Z. Huang, F. Xi, and L. DUJE (Dicle University Journal of Engineering) 15:3 (2024) Sayfa 581-593 592 Haiming, “Detection crack in image using Otsu method and multiple filtering in image processing techniques,” Opt. - Int. J. Light Electron Opt., pp. 1– 4, 2015, doi: 10.1016/j.ijleo.2015.09.147.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Derin Öğrenme

Bölüm

Araştırma Makalesi

Erken Görünüm Tarihi

30 Eylül 2024

Yayımlanma Tarihi

30 Eylül 2024

Gönderilme Tarihi

5 Nisan 2024

Kabul Tarihi

15 Ağustos 2024

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2024 Cilt: 15 Sayı: 3

Kaynak Göster

IEEE
[1]H. Polat, S. Alpergin, ve M. S. Özerdem, “Beton çatlakların derin öğrenme tabanlı semantik segmentasyonunda kodlayıcı değişkenlerinin karşılaştırmalı analizi”, DÜMF MD, c. 15, sy 3, ss. 581–593, Eyl. 2024, doi: 10.24012/dumf.1465724.

Cited By

DUJE tarafından yayınlanan tüm makaleler, Creative Commons Atıf 4.0 Uluslararası Lisansı ile lisanslanmıştır. Bu, orijinal eser ve kaynağın uygun şekilde belirtilmesi koşuluyla, herkesin eseri kopyalamasına, yeniden dağıtmasına, yeniden düzenlemesine, iletmesine ve uyarlamasına izin verir. 24456