基于矢量量化变分自编码器的混凝土表观裂缝检测算法
作者:
作者单位:

同济大学 土木工程学院,上海 200092

作者简介:

刘 超,副教授,博士生导师、工学博士,主要研究方向为智能监测技术、精细化设计理论等。 E-mail: lctj@tongji.edu.cn

通讯作者:

中图分类号:

U445.7+1

基金项目:


Detection Algorithm of Concrete Structural Apparent Cracks Based on VQ-VAE-2
Author:
Affiliation:

College of Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092,China

Fund Project:

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    摘要:

    提出了一种基于第2代矢量量化变分自编码器(VQ?VAE?2)的自监督混凝土表观裂缝检测算法,可以在缺少裂缝样本的条件下实现高效检测。以重建误差为检测指标,利用无裂缝图片训练VQ?VAE?2,使其在重建裂缝图片时产生更大的重建误差;在计算重建误差时将原图和重建图片均分割成若干图块,取对应图块间重建误差最大值作为图片的重建误差,以增大2类图片的重建误差差异。结果表明,该算法的精确率为0.954,召回率为0.959,准确率为0.956,F1分数为0.957。在无裂缝样本作为训练集的情况下,该算法能较好地完成混凝土表观裂缝检测任务。

    Abstract:

    In this paper, we propose a self-supervised algorithm based on VQ-VAE-2 for the automated detection of concrete structural apparent cracks. The algorithm demonstrates the capability to effectively detect cracks without available crack samples. By taking the reconstruction error as detection index, VQ-VAE-2 is trained on crack-free images. When applied to images with cracks, VQ-VAE-2 produces higher reconstruction errors. The original and reconstructed images are partitioned into blocks for calculating the reconstruction error. The maximum value of the reconstruction error between corresponding blocks is taken as the reconstruction error of the image. This approach increases the difference in reconstruction error between the two types of images. The results show that the algorithm achieves a precision of 0.954, a recall of 0.959, an accuracy of 0.956, and an F1 score of 0.957. These results indicate that the algorithm can effectively detect concrete structural apparent cracks even without crack samples in the training set.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

刘超,吴纪曙.基于矢量量化变分自编码器的混凝土表观裂缝检测算法[J].同济大学学报(自然科学版),2024,52(11):1699~1705

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  • 收稿日期:2022-11-28
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  • 在线发布日期: 2024-12-03
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