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

Анализ диалогов: методология SADMA для понимания взаимодейст...

Анализ диалогов: методология SADMA для понимания взаимодействий в пьесе «Частная жизнь» Введение «Ч...

Почему подросткам важен сон: связь с депрессией и эмоциями у...

Бессонные ночи, тяжелые сердца: почему сон подростков имеет значение Когда подростки не могут выклю...

Как мыши отслеживают свои ошибки во времени: исследование ме...

Метакогнитивные способности у животныхЖивотные часто демонстрируют целенаправленное поведение, котор...

Влияние COVID-19 на онлайн-терапию для родителей: сравнение ...

Введение В декабре 2019 года Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила пандемию COVID-19 ...

Как социальные нормы с позитивной оценкой поддерживают сотру...

Введение Один из самых сложных вопросов в эволюции кооперации — почему сотрудничество возникает межд...

Исследование POINTER: может ли здоровый образ жизни предотвр...

Исследование POINTER: первые впечатления 30 июля 2025 года были опубликованы результаты масштабного ...

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

Крем Урьяж Пери-Орал для детей при раздражении контура рта

Восстанавливающий крем Uriage Bebe Soin Péri-Oral специально разработан для ухода за кожей контура р...

Череды Трава Ф/Пак.1,5Г №20: здоровье кожи и очищение

Череды Трава Ф/Пак.1,5Г №20 — натуральный растительный сбор в удобных фильтр-пакетах для приготовлен...

Pl Маска медицинская №5 трёхслойная — защита от инфекций

Трёхслойная медицинская маска Pl №5 для одноразового применения обеспечивает надёжную защиту органов...

Либридерм Коллаген дневной крем SPF15 — сияние и защита

Либридерм Коллаген дневной крем с SPF15 помогает уменьшить морщины, укрепить коллагеновую структуру ...

Веледа Тоник Оживляющий 100 мл для всех типов кожи

Веледа Тоник Оживляющий для всех типов кожи 100 мл мягко освежает, улучшает рельеф и тон лица, спосо...

Гель SVR Ксериал 40 для ногтей с мочевиной - аптека

Гель-уход SVR Ксериал 40 с мочевиной укрепляет и восстанавливает ногти. Уменьшает утолщение ногтевой...