Rigid pavement crack detection utilizing generative adversarial networks

Download
2023-1-27
Muturi, Tanner Wambui
Cracks are observed to be an initial sign of the degradation of the pavement and should therefore be detected and repaired to prevent further disintegrations. With the growth in technology, various image processing, machine learning, and deep learning methods have been applied to detect cracks on road pavements. The research leans towards using deep learning models for the pixel-wise segmentation of pavement image cracks among these models. However, most deep-learning models adopted in the literature are supervised and thus require enormous amounts of images with their corresponding ground-truth labels, which are expensive to obtain. Therefore, this study proposes using Cycle Generative Adversarial Network (CycleGAN), an unsupervised image translation model, for the pixel-wise segmentation of crack regions. A novel training procedure is adopted, with the forward and reverse cycle generators trained for every odd epoch and the discriminators for the even ones. A rigid pavement dataset of Fully Convolutional Network (FCN) (X. Yang et al., 2018) and drone (Ersoz et al., 2017) images are collected for training. As the model does not require accurate ground truth labels, labor-free unpaired image labels are obtained by compiling the ground truth crack labels from CrackForest, GAPS384, CrackTree200, and Crack500 public datasets. The proposed model achieved an overall F1 score of 0.84, achieving comparable results with the CrackForest algorithm (Shi et al., 2016), FCN algorithm (X. Yang et al., 2018), and pix2pix model (Isola et al., 2017). In addition, the model outperforms the CrackForest algorithm and FCN-supervised model when testing the drone dataset. Finally, the effect of change in discriminator architecture and the application of transfer learning in the generator is investigated. A one-class discriminator architecture and loading of ImageNet pre-trained weights to the generator were observed to achieve the best performance.

Suggestions

Otomobil Egzoz Gazları için Üç Yollu Katalitik Dönüştürücü Geliştirilmesi
Külah, Görkem; Önal, Işık(2017-12-31)
Dünyadaki taşıt sayısı arttıkça emisyon limitleri sürekli olarak düşmekte, bu da taşıtların egzozlarında kullanılan üç yollu katalitik dönüştürücü teknolojisinin daha da geliştirilmesi ihtiyacını yaratmaktadır. Günümüzde Ce0.75Zr0.25O2/Al2O3 üzerine paladyum ve/veya rodyum gibi değerli metalleri emdirilen katalizörler yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu katalizör formülasyonundaki problem ısıl dirençtir. 700oC’nin üzerinde, emdirilen metaller topaklanarak yüzey alanlarını kaybetmekte böylece aktivite düşmek...
Comparison of the overlapping lattice and thefinite element approaches for the prediction of the collapse state of concrete gravity dams
Soysal, Berat Feyza; Arıcı, Yalın; Binici, Barış; Tuncay, Kağan (null; 2017-10-11)
Estimating the collapse limit state of concrete gravity dams within the framework of performance based design is challenging due to the uncertainty in modelling the response of these systems and the strong dependence of the behavior on the ground motion. In this context, the purpose of the study is to investigate the prediction capability of numerical tools in determining the collapse state of concrete gravity dams. The first tool used to this end is the classical finite element method with the smeared crac...
Kentsel Alanlarda Zemin Büyüme Faktörlerinin Alernatif Yöntemlerle Tayini.
Askan Gündoğan, Ayşegül(2010-12-31)
Amac: Bu çalışmanın temel amacı, deprem riski yüksek olan kentsel bölgelerde zeminlerin dinamik özelliklerini pratik ve gerçekçi olarak elde etmek için karma bir yöntem geliştirmektir. Bu amaçla pilot bölge olarak seçilen sahadaki zemin özellikleri literatürde varolan jeofizik ve geoteknik esaslara dayanan deneysel ve teorik yöntemlerle araştırılacak; farklı yöntemlerden elde edilen sonuçlar karşılaştırılacak ve ileride zemin büyütme analizlerinde kullanılmak üzere karma bir yaklaşım önerilecektir. Kapsam v...
Beton Ağırlık Barajların Sismik Davranışını Etkileyen Parametreler
Soysal, Berat Feyza; Arıcı, Yalın (null; 2015-10-16)
Beton ağırlık barajların tasarımı için yüksek sismik risk taşıyan bölgelerde doğrusal olmayan yöntemler kullanılmaktadır. Bununla birlikte eski baraj stoğunda da artan sismik tehlike şartlarında doğrusal olmayan yöntemlerle performans tetkiki yapılması gerekmektedir. Doğrusal olmayan alanda beton için en sık kullanılan malzeme modellerinden biri ise döner çatlak yapısal modelidir. Bu çalışmada, beton ağırlık barajların sismik davranışının ve performans sınırlarının döner çatlak modeli ile tahmin edilmesi ir...
Pothole detection in asphalt images using convolutional neural networks
Ateş, Himmet; Ulusoy, İlkay; Department of Electrical and Electronics Engineering (2019)
When asphalt defects are detected and not corrected, they can cause accidents and loss of property and lives. Potholes formed in such asphalt surfaces are one of the biggest causes of accidents. In order to minimize the loss of life and property, the potholes formed on the asphalt should be detected and corrected by the authorities as early as possible. The potholes formed on asphalt surfaces can be detected either manually or automatically. Automated methods can be more time and cost effective. Vibration-b...
Citation Formats
T. W. Muturi, “Rigid pavement crack detection utilizing generative adversarial networks,” M.S. - Master of Science, Middle East Technical University, 2023.