Модель AlexNet HSD для обнаружения повреждений промышленного наследия и адаптивного повторного использования с использованием искусственного интеллекта

В статье представлена оптимизированная модель AlexNet HSD для обнаружения повреждений промышленного наследия с использованием модуля внимания CBAM и метода опорных век...

Материал носит информационный характер и не заменяет консультацию психолога или врача.

Модель AlexNet HSD для обнаружения повреждений промышленного наследия и адаптивного повторного использования с использованием искусственного интеллекта

По теме

Новая теория расщепления при borderline личностном расстройс...

Обзор последней исследовательской работы UCL, объясняющей расщепление при borderline личностном расс...

Рецидивы шизофрении: факторы риска и демографические особенн...

Исследование, опубликованное в Nature, анализирует, какие пациенты с шизофрением и шизоаффективным р...

Как улучшить опыт кандидатов при онлайн‑тестах: практические...

Узнайте, как модификации принудительного выбора тестов повышают ощущения компетентности и автономии ...

Зависимость от ставок на спорт: причины, симптомы и способы ...

Подробный разбор эпидемии зависимости от ставок на спорт. Узнайте о нейробиологических механизмах лу...

Реформа психиатрической помощи в Северной Каролине: путь от ...

Подробный разбор масштабной реформы системы психиатрической помощи в Северной Каролине. Как расширен...

Какие упражнения лучше всего помогают бороться с депрессией?

Исследование, в котором приняли участие более 14 000 человек, показывает, что физические упражнения ...

Рисунок 5
Рисунок 5
Рисунок 6
Рисунок 6
Рисунок 7
Рисунок 7
Рисунок 1
Рисунок 1
Рисунок 2
Рисунок 2
Рисунок 3
Рисунок 3
Рисунок 4
Рисунок 4
Thumbnail 1
Thumbnail 2
Thumbnail 3
Thumbnail 4
Thumbnail 5
Thumbnail 6
Thumbnail 7
Оригинал исследования на сайте автора

Введение

Сохранение и использование промышленного наследия приобретает все большую важность, особенно в контексте строительства Третьего фронта в Юго-Западном Китае. Повышение эффективности и точности обнаружения повреждений промышленного наследия стало ключевой задачей исследований. Традиционные методы ручного осмотра не только неэффективны, но и подвержены ошибкам. С развитием компьютерного зрения и глубокого обучения (DL) сверточные нейронные сети (CNN) показали высокую производительность в задачах классификации и распознавания изображений.

Цели исследования

Основная цель данной работы — разработка модели обнаружения повреждений промышленного наследия на основе AlexNet HSD с фокусом на контексте строительства Третьего фронта в Юго-Западном Китае. Конкретные задачи включают:

  • Оптимизацию структуры традиционной модели AlexNet HSD для улучшения извлечения признаков.
  • Внедрение модуля внимания CBAM для повышения пространственного и семантического восприятия сложных повреждений.
  • Интеграцию метода опорных векторов (SVM) для повышения точности классификации.
  • Применение модели к данным изображений промышленного наследия для выявления закономерностей повреждений.
  • Предложение путей адаптивного повторного использования промышленного наследия.

Методология

Оптимизация структуры AlexNet HSD

Для улучшения обнаружения повреждений в промышленном наследии традиционная структура AlexNet была оптимизирована следующим образом:

  • Многоуровневая дилатированная свертка: Введена для улучшения восприятия повреждений разных масштабов.
  • Замена ядер свертки: Использованы два ядра 3×3 вместо одного 5×5 для уменьшения вычислительной сложности.
  • Введение ядер 1×1: Добавлены для ускорения работы сети и улучшения производительности.
  • Использование Leaky ReLU: Заменена стандартная функция активации ReLU для предотвращения "затухания" нейронов.

Модуль внимания CBAM

Для более эффективного выявления ключевых областей повреждений в модель был интегрирован модуль внимания CBAM, который включает:

  • Канальное внимание: Усиливает значимые каналы в картах признаков.
  • Пространственное внимание: Фокусируется на ключевых областях изображения.

Метод опорных векторов (SVM)

SVM был использован в качестве классификатора для улучшения точности распознавания повреждений. Его преимущества включают:

  • Лучшую обобщающую способность на малых выборках.
  • Устойчивость к переобучению.

Эксперименты и результаты

Набор данных

Для обучения и тестирования модели использовался комбинированный набор данных, включающий:

  • Публичный набор xBD (xView2 Building Damage Assessment Dataset).
  • Фотографии промышленного наследия периода строительства Третьего фронта в Юго-Западном Китае.

Метрики оценки

Модель оценивалась по следующим метрикам:

  • Точность (Accuracy): 95,7%.
  • Precision: 94,8%.
  • Recall: 95,7%.
  • F1-score: 95,2%.

Сравнение с другими моделями

AlexNet HCS показала превосходство над такими моделями, как YOLOv5Cls, Faster RCNN и Optimized AlexNet (O_Net), демонстрируя более высокую точность и скорость сходимости.

Пути адаптивного повторного использования промышленного наследия

На основе результатов обнаружения повреждений предложены следующие пути адаптивного повторного использования промышленного наследия:

  • Создание базы данных структурного здоровья для планирования ремонтных работ.
  • Рациональное зонирование функциональных пространств.
  • Оптимизация потоков посетителей на основе данных о повреждениях.
  • Разработка механизмов координации между технологиями и политиками.

Заключение

Оптимизированная модель AlexNet HCS продемонстрировала высокую эффективность в обнаружении повреждений промышленного наследия, достигая точности 95,7%. Внедрение модуля внимания CBAM и классификатора SVM значительно улучшило производительность модели. Результаты работы могут быть использованы для цифровой архивации, мониторинга и адаптивного повторного использования промышленного наследия.

Короткие версии статей можно найти в телеграм-канале.

Посмотреть канал
Кликните еще раз для перехода

Витамишки Фокус+Черника Пастилки для зрения и концентрации №...

Витамишки Фокус+Черника — жевательные пастилки для поддержания зрения и улучшения концентрации у дет...

Витамишки Фокус+Черника Пастилки для зрения и концентрации №60

Гель для лица с гиалуроновой кислотой 15 мл – увлажнение кож...

Гель для лица с гиалуроновой кислотой в удобном объёме 15 мл эффективно увлажняет кожу, способствует...

Гель для лица с гиалуроновой кислотой 15 мл – увлажнение кожи

Либридерм Пилинг-Скатка С Соком Ромашки 75 мл

Нежный пилинг-скатка Либридерм с соком ромашки для деликатного очищения всех типов кожи. Эффективно ...

Либридерм Пилинг-Скатка С Соком Ромашки 75 мл

Наколенник компрессионный Унга-Рус №3 для суставов

Компрессионный наколенник Унга-Рус №3 — медицинский трикотажный бандаж для лечения артрита, артроза,...

Наколенник компрессионный Унга-Рус №3 для суставов

Суприма-ЛОР лимон 16 табл. — антисептик для горла

Суприма-ЛОР лимонные таблетки для рассасывания №16 — комбинированный антисептический препарат для ме...

Суприма-ЛОР лимон 16 табл. — антисептик для горла

SVR Себиаклир Цикапил гель от воспалений и постакне 15 мл

SVR Себиаклир Цикапил гель 15 мл — эффективное средство локального действия для борьбы с воспалитель...

SVR Себиаклир Цикапил гель от воспалений и постакне 15 мл