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Enregistrement W4293680188 · doi:10.3390/s22166193

Data Augmentation for Deep-Learning-Based Multiclass Structural Damage Detection Using Limited Information

2022· article· en· W4293680188 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.
fundUn bailleur canadien est enregistré sur le travail.

Notice bibliographique

RevueSensors · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueInfrastructure Maintenance and Monitoring
Établissements canadiensWestern University
Organismes subventionnairesGovernment of Ontario
Mots-clésStructural health monitoringComputer scienceIdentification (biology)Deep learningConvolutional neural networkField (mathematics)ScarcityMachine learningArtificial intelligenceRisk analysis (engineering)Data scienceEngineeringBusiness

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The deterioration of infrastructure's health has become more predominant on a global scale during the 21st century. Aging infrastructure as well as those structures damaged by natural disasters have prompted the research community to improve state-of-the-art methodologies for conducting Structural Health Monitoring (SHM). The necessity for efficient SHM arises from the hazards damaged infrastructure imposes, often resulting in structural collapse, leading to economic loss and human fatalities. Furthermore, day-to-day operations in these affected areas are limited until an inspection is performed to assess the level of damage experienced by the structure and the required rehabilitation determined. However, human-based inspections are often labor-intensive, inefficient, subjective, and restricted to accessible site locations, which ultimately negatively impact our ability to collect large amounts of data from inspection sites. Though Deep-Learning (DL) methods have been heavily explored in the past decade to rectify the limitations of traditional methods and automate structural inspection, data scarcity continues to remain prevalent within the field of SHM. The absence of sufficiently large, balanced, and generalized databases to train DL-based models often results in inaccurate and biased damage predictions. Recently, Generative Adversarial Networks (GANs) have received attention from the SHM community as a data augmentation tool by which a training dataset can be expanded to improve the damage classification. However, there are no existing studies within the SHM field which investigate the performance of DL-based multiclass damage identification using synthetic data generated from GANs. Therefore, this paper investigates the performance of a convolutional neural network architecture using synthetic images generated from a GAN for multiclass damage detection of concrete surfaces. Through this study, it was determined the average classification performance of the proposed CNN on hybrid datasets decreased by 10.6% and 7.4% for validation and testing datasets when compared to the same model trained entirely on real samples. Moreover, each model's performance decreased on average by 1.6% when comparing a singular model trained with real samples and the same model trained with both real and synthetic samples for a given training configuration. The correlation between classification accuracy and the amount and diversity of synthetic data used for data augmentation is quantified and the effect of using limited data to train existing GAN architectures is investigated. It was observed that the diversity of the samples decreases and correlation increases with the increase in the number of synthetic samples.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,041
Score d'incertitude au seuil0,468

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,018
Tête enseignante GPT0,251
Écart entre enseignants0,232 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle