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Enregistrement W4407276400 · doi:10.1061/jccee5.cpeng-6198

Few-Shot Learning Augmented with Image Transformation for Multiclass Structural Damage Classification

2025· article· en· W4407276400 sur OpenAlexaff
Kyle Dunphy, Madhushan Buwaneswaran, Katarina Grolinger, Ayan Sadhu

Notice bibliographique

RevueJournal of Computing in Civil Engineering · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueInfrastructure Maintenance and Monitoring
Établissements canadiensWestern University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésArtificial intelligenceTransformation (genetics)Computer scienceComputer visionShot (pellet)Image (mathematics)Pattern recognition (psychology)Multiclass classificationClass (philosophy)One shotMachine learningEngineeringSupport vector machineMaterials science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The application of machine learning (ML) as an apparatus for structural health monitoring (SHM) has become increasingly prevalent recently as the domain moves toward autonomous structural inspections. Although significant work has been conducted to integrate ML in SHM, many domain-specific issues adopting these technologies are still prevalent. For instance, ML is characterized as a data-intensive technique, requiring a significant number of samples to properly train a new model which are often unavailable in SHM applications. Furthermore, the generalization of these models to new categories of damages and structural and material types results in inferior damage classification. Therefore, to address the scarcity of data within SHM, few-shot learning (FSL) models, such as prototypical networks, have been recently explored as they are capable of training accurate classification models with limited images. However, the use of limited data results in model overfitting and may not adapt well to novel classes of data originating from new material and structural sources. In this paper, the effect of several image transformation techniques on the performance of a prototypical network is investigated concerning surface-level damages for concrete and asphalt structures. The effects of intramaterial data sets (data sets derived from the same material type), and intermaterial data sets (data sets derived from different material types) are investigated to understand and quantify the domain adaptation of these models. It was demonstrated that for k>2, histogram equalization, logarithmic transform, and power transform performed marginally better (1%–5% for both material scenarios) than standard grayscale images when training the chosen prototypical network. The use of phase stretch transform and histogram equalization provided a better reduction to overfitting for both material scenarios (1%–5% and 1%–3%, respectively) when compared to grayscale, further demonstrating the effectiveness of image transformation techniques for reducing the overfitting problem of FSL models.

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 enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,007
Score d'incertitude au seuil0,013

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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.

Tête enseignante Opus0,006
Tête enseignante GPT0,239
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

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations5
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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