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

Как детская травма влияет на агрессию: нейробиологические ме...

Нейробиологические корни агрессии Агрессия — это не просто поведенческая проблема, а сложный нейроби...

Почему мужчины сначала добиваются, а потом отступают?

Динамика толкания и тяги в отношениях — это шаблон взаимодействия, при котором один человек чередует...

Когнитивное развитие детей в Бутане: влияние культуры, религ...

Введение Хорошо известно, что когнитивные способности детей (здесь определяемые как адаптивные навык...

10 фраз, которые говорят, что ваш парень не уважает ваши гра...

10 фраз, которые показывают неуважение к вашим границам Бывало ли у вас ощущение, что партнёр игнори...

Влияние вовлеченности отца на устойчивость детей в раннем во...

Влияние устойчивости на психическое здоровье Устойчивость играет важную роль в поддержке психическог...

Физическая активность и предупреждение депрессии у подростко...

Введение Долгосрочное исследование, проведенное Норвежским университетом науки и технологии (NTNU), ...

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

Маалокс суспензия 15 мл №30 — защита желудка и пищевода

Маалокс суспензия в удобных пакетиках по 15 мл эффективно нейтрализует соляную кислоту желудочного с...

Нэйчес Баунти Коэнзим Q10 100мг №60 – для сердца и иммунитет...

Нэйчес Баунти Коэнзим Q10 100 мг №60 – биологически активная добавка с коэнзимом Q10, витамином E и ...

Термометр DT-624 Эй Энд Ди с уточкой — купить

Цифровой термометр DT-624 Эй Энд Ди с уточкой — идеальное решение для измерения температуры у детей....

Детский бальзам после укусов насекомых Мое Солнышко 2,8г

Детский бальзам «Мое Солнышко» в форме карандаша для ухода после укусов комаров, слепней и других на...

Лошадиная Сила Маска для Волос Питательная 250 мл

Питательная маска «Лошадиная Сила» для восстановления и ухода за ослабленными и секущимися волосами....

Чай Похудей Зеленое Яблоко №30 — стройность и вкус

Чай Похудей Зеленое Яблоко в фильтр-пакетах — натуральный травяной напиток с освежающим вкусом яблок...