Deep learning-based concrete defects classification and detection using semantic segmentation
Notice bibliographique
Résumé
Visual damage detection of infrastructure using deep learning (DL)-based computational approaches can facilitate a potential solution to reduce subjectivity yet increase the accuracy of the damage diagnoses and accessibility in a structural health monitoring (SHM) system. However, despite remarkable advances with DL-based SHM, the most significant challenges to achieving the real-time implication are the limited available defects image databases and the selection of DL networks depth. To address these challenges, this research has created a diverse dataset with concrete crack (4087) and spalling (1100) images and used it for damage condition assessment by applying convolutional neural network (CNN) algorithms. CNN-classifier models are used to identify different types of defects and semantic segmentation for labeling the defect patterns within an image. Three CNN-based models-Visual Geometry Group (VGG)19, ResNet50, and InceptionV3 are incorporated as CNN-classifiers. For semantic segmentation, two encoder-decoder models, U-Net and pyramid scene parsing network architecture are developed based on four backbone models, including VGG19, ResNet50, InceptionV3, and EfficientNetB3. The CNN-classifier models are analyzed on two optimizers-stochastic gradient descent (SGD), root mean square propagation (RMSprop), and learning rates-0.1, 0.001, and 0.0001. However, the CNN-segmentation models are analyzed for SGD and adaptive moment estimation, trained with three different learning rates-0.1, 0.01, and 0.0001, and evaluated based on accuracy, intersection over union, precision, recall, and F1-score. InceptionV3 achieves the best performance for defects classification with an accuracy of 91.98% using the RMSprop optimizer. For crack segmentation, EfficientNetB3-based U-Net, and for spalling segmentation, IncenptionV3-based U-Net model outperformed all other algorithms, with an F1-score of 95.66 and 89.43%, respectively.
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.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».