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

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

Интересное сегодня

Влияние длительной когнитивной нагрузки на исполнительные фу...

Введение Скорость и точность принятия решений, относящиеся к доменам исполнительных функций (EF), яв...

Как пары могут справиться с регрессивными реакциями в отноше...

Каждая пара, с которой я работал, имеет свои темные стороны поведения, за которые они чувствуют себя...

Визуальная обратная связь и обучение моторике: различия межд...

Исследование влияния одновременной визуальной обратной связи на моторное обучение регулированию силы...

Влияние погодных условий на использование социальных сетей

Введение В современном мире социальные сети стали важной частью нашей жизни. Тем не менее, все больш...

Влияние семьи на психологическое и поведенческое здоровье по...

Введение в проблему психологического и поведенческого здоровья Психологические и поведенческие расст...

Стресс и смешанные эмоции: как они влияют на ваше здоровье

Стресс меняет влияние смешанных эмоций на здоровье Представьте: вы получаете захватывающую новость ...

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

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

Крем Топикрем Ur-10/Sos для огрубевшей кожи – купить

Топикрем Ur-10/Sos – интенсивный смягчающий крем для тела с 10% мочевины и пчелиным воском. Эффектив...

Крем Заживай-ка Мое Солнышко 46 мл — быстрое заживление

Мое Солнышко Крем Заживай-ка 46 мл — эффективное средство для детей, ускоряющее заживление царапин, ...

Валериана БАД таблетки 100 шт — успокоительное средство

Валериана БАД в таблетках — натуральное средство для поддержки нормального функционирования нервной ...

Хитозан Эвалар 500 мг №100 — натуральный сорбент для здоровь...

Хитозан Эвалар 500 мг №100 — эффективная пищевая добавка, способствующая нормализации обмена веществ...

Ватные палочки Джонсонс Бэби №100 - Безопасный уход

Детские ватные палочки Джонсонс Бэби в удобной банке на 100 шт. Изготовлены из мягкого природного ма...

Нутридринк шоколад 200 мл — энтеральное питание

Нутридринк шоколад 200 мл — высококалорийная смесь для энтерального питания взрослых. Содержит белок...