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영상기반 콘크리트 균열 탐지 딥러닝 모델의 유형별 성능 비교
A Comparative Study on Performance of Deep Learning Models for Vision-based Concrete Crack Detection according to Model Types 원문보기

한국안전학회지 = Journal of the Korean Society of Safety, v.34 no.6, 2019년, pp.50 - 57  

김병현 (서울시립대학교 토목공학과) ,  김건순 (서울시립대학교 산업기술연구소) ,  진수민 (서울시립대학교 토목공학과) ,  조수진 (서울시립대학교 토목공학과)

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In this study, various types of deep learning models that have been proposed recently are classified according to data input / output types and analyzed to find the deep learning model suitable for constructing a crack detection model. First the deep learning models are classified into image classif...

주제어

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서, 위 식을 그대로 사용하여 재현율과 정밀도를 도출할 경우, 탐지 영역이 크면 클수록 TP가 많아져 재현율과 정밀도가 높아지게 된다. 본 연구에서는 이를 감안하여 균열 객체와 탐지된 영역의 중심선(Skeleton)을 이용한 수정된 재현율과 정밀도를 제안하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
본 연구에서 서술하는 균열이란 무엇인가? 균열은 콘크리트에서 발생하는 가장 대표적 손상 유형으로 구조물 성능 감소로 인한 안전성 저하, 수분 침투에 의한 철근 부식, 외관 해침으로 인한 불안감 유발 등의 원인이 된다. 콘크리트 구조물에서 균열의 관리를 위해서는 정기적인 육안검사를 통해 균열의 위치,폭, 길이와 같은 정보를 취득하고 이를 외관조사망도등의 정보화된 형태로 관리하여야 한다.
대형 구조물에서 균열의 관리가 어려운 이유는 무엇인가? 콘크리트 구조물에서 균열의 관리를 위해서는 정기적인 육안검사를 통해 균열의 위치,폭, 길이와 같은 정보를 취득하고 이를 외관조사망도등의 정보화된 형태로 관리하여야 한다. 그러나 일반적으로 건설 구조물들은 규모가 크고 접근성이 높지 않아 육안검사를 이용한 구조물의 손상 탐지에 많은비용과 시간이 요구되고 있는 실정이다.
콘크리트 구조물에서 균열의 관리를 위해 필요한 것은 무엇인가? 균열은 콘크리트에서 발생하는 가장 대표적 손상 유형으로 구조물 성능 감소로 인한 안전성 저하, 수분 침투에 의한 철근 부식, 외관 해침으로 인한 불안감 유발 등의 원인이 된다. 콘크리트 구조물에서 균열의 관리를 위해서는 정기적인 육안검사를 통해 균열의 위치,폭, 길이와 같은 정보를 취득하고 이를 외관조사망도등의 정보화된 형태로 관리하여야 한다. 그러나 일반적으로 건설 구조물들은 규모가 크고 접근성이 높지 않아 육안검사를 이용한 구조물의 손상 탐지에 많은비용과 시간이 요구되고 있는 실정이다.
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참고문헌 (21)

  1. K. Jang et al., "Deep Learning-Based Autonomous Concrete Crack Evaluation through Hybrid Image Scanning", Structural Health Monitoring, Vol. 18, No. 5-6, pp. 1722-1737, 2019. 

  2. C. V. Dung and D. A. Le, "Autonomous Concrete Crack Detection Using Deep Fully Convolutional Neural Network", Automation in Construction, Vol. 99, pp. 52-58, 2019. 

  3. J. Schmidhuber, "Deep Learning in Neural Networks: An Overview", Neural Networks, Vol. 61, Elsevier Ltd, pp. 85-117, 2015. 

  4. Y. LeCun et al., "Gradient-Based Learning Applied to Document Recognition", Proceedings of the IEEE, Vol. 86, No. 11, pp. 2278-2323, 1998. 

  5. K. Fukushima, "Neocognitron: A Self-Organizing Neural Network Model for a Mechanism of Pattern Recognition Unaffected by Shift in Position", Biological Cybernetics, Vol. 36, No. 4, Springer-Verlag, pp. 193-202, 1980. 

  6. A. Krizhevsky et al., "ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks", Advances In Neural Information Processing Systems, pp. 1-9, 2012. 

  7. K. Simonyan and A. Zisserman, "Very Deep Convolutional Networks for Large-Scale Image Recognition", International Conference on Learning Representations (ICRL), pp. 1-14, 2015. 

  8. K. He et al., "Deep Residual Learning for Image Recognition", Proceedings of the IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, pp. 770-778, 2016. 

  9. S. Ren et al., "Faster R-CNN: Towards Real-Time Object Detection with Region Proposal Networks", IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol. 39, No. 6, pp. 1137-1149, 2017. 

  10. W. Liu et al., "SSD: Single Shot Multibox Detector", European Conference on Computer Vision, Vol. 9905 LNCS, pp. 21-37, 2016. 

  11. J. Redmon et al., "You Only Look Once: Unified, Real-Time Object Detection", Proceedings of the IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, pp. 779-788, 2016. 

  12. V. Badrinarayanan et al., "SegNet: A Deep Convolutional Encoder-Decoder Architecture for Image Segmentation", IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol. 39, No. 12, pp. 2481-2495, 2017. 

  13. L. C. Chen et al., "DeepLab: Semantic Image Segmentation with Deep Convolutional Nets, Atrous Convolution, and Fully Connected CRFs", IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol. 40, No. 4, pp. 834-848, 2018. 

  14. O. Ronneberger et al., "U-Net: Convolutional Networks for Biomedical Image Segmentation", International Conference on Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention, Vol. 9351, pp. 234-241, 2015. 

  15. K. He et al., "Mask R-CNN", Proceedings of the IEEE International Conference on Computer Vision, pp. 2961-2969, 2017. 

  16. T. Y. Lin et al., Microsoft COCO: Common Objects in Context, 2014. 

  17. R. Girshick et al., "Rich Feature Hierarchies for Accurate Object Detection and Semantic Segmentation", The IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), pp. 580-587, 2014. 

  18. J. R. R. Uijlings et al., "Selective Search for Object Recognition", International Journal of Computer Vision, Vol. 104, No. 2, Springer US, pp. 154-1571, 2013, doi: 10.1007/s11263-013-0620-5. 

  19. R. Girshick, "Fast R-CNN", Proceedings of the IEEE International Conference on Computer Vision, pp. 1440-1448, 2015. 

  20. J. Huang et al., "Speed/Accuracy Trade-Offs for Modern Convolutional Object Detectors", The IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition(CVPR), pp. 7310-7311, 2017. 

  21. GitHub - Waspinator/Pycococreator: Helper Functions to Create COCO Datasets. https://github.com/waspinator/pycococreator. Accessed 8 Aug. 2019. 

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