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Enregistrement W4415342019 · doi:10.22541/essoar.176086852.28048212/v1

Hierarchical Deep Learning Architectures for Multiclass Violation Detection in Urban Surveillance Systems Authors

2025· preprint· W4415342019 sur OpenAlexaff
David R. McAllister, Jingwei Liu, Catherine Doyle

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langue
DomaineComputer Science
ThématiqueAnomaly Detection Techniques and Applications
Établissements canadiensMcGill UniversityUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésDeep learningArtificial neural networkKey (lock)Class (philosophy)Deep neural networks

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Urban surveillance systems face the challenge of recognizing a wide spectrum of violations in real time under diverse environmental conditions. This study proposes a hierarchical deep learning architecture that integrates convolutional neural networks (CNNs) for spatial feature extraction and bidirectional recurrent neural networks (RNNs) for temporal sequence modeling. A large-scale dataset was constructed, comprising 120,000 labeled video segments across 172 violation categories, each annotated by three independent experts with an inter-annotator agreement of κ = 0.87. To ensure rigorous evaluation, the dataset was split into training (80%), validation (10%), and testing (10%) sets, and control baselines including CNN-only, RNN-only, and flat CNN-RNN models were established. Experimental results demonstrate that the proposed framework achieved a macro-averaged F1-score of 0.961, outperforming the baseline models by margins ranging from 12% to 17%. Robustness tests under illumination shifts, occlusion, and camera angle variations showed less than 3% degradation in accuracy, compared with more than 10% performance loss in baseline models. Furthermore, hierarchical classification reduced misclassification among semantically similar events, such as "illegal parking" and "lane obstruction," which were frequently confused in flat architectures. The scalability of the framework was confirmed by its ability to handle over 170 categories without performance decline, a capability rarely reported in prior studies. These findings indicate that hierarchical spatial-temporal modeling not only improves classification accuracy but also enhances robustness and scalability, making it a promising solution for intelligent urban surveillance. The proposed architecture offers practical significance for real-world deployment and provides methodological insights for the design of next-generation smart surveillance systems.

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)0,001
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: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,018
Score d'incertitude au seuil0,036

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,000
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)0,0010,000

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 Opus0,015
Tête enseignante GPT0,279
Écart entre enseignants0,264 · 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

Citations0
Publié2025
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Résumé présentoui

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