Deep learning based methods achieve state-of-the-art accuracy, however, they typically rely on supervised training with large labeled datasets. It is known in many medical applications that labeling medical images requires significant expertise and much time, and typical hand-tuned approaches for data augmentation fail to capture the complex variations in such images. This paper proposes a 3D image augmentation method to overcome these difficulties. It allows us to enrich diversity of training data samples that is essential in medical image segmentation tasks, thus reducing the data overfitting problem caused by the fact the scale of medical image dataset is typically smaller. Our numerical experiments demonstrate that the proposed approach provides significant improvements over state-of-the-art methods for 3D medical image segmentation.
Journal of the Korea Society of Computer and Information
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제27권9호
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pp.41-47
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2022
In this paper, we propose a new and simple self-supervised learning method that predicts the middle image of a face image sequence for automatic expression recognition. Automatic facial expression recognition can achieve high performance through deep learning methods, however, generally requires a expensive large data set. The size of the data set and the performance of the algorithm are tend to be proportional. The proposed method learns latent deep representation of a face through self-supervised learning using an existing dataset without constructing an additional dataset. Then it transfers the learned parameter to new facial expression reorganization model for improving the performance of automatic expression recognition. The proposed method showed high performance improvement for two datasets, CK+ and AFEW 8.0, and showed that the proposed method can achieve a great effect.
Deep learning in computer vision has made accelerated improvement over a short period but large-scale learning data and computing power are still essential that required time-consuming trial and error tasks are involved to derive an optimal network model. In this study, we propose a similar image classification performance improvement method based on CR (Confusion Rate) that considers only the characteristics of the data itself regardless of network optimization or data reinforcement. The proposed method is a technique that improves the performance of the deep learning model by calculating the CRs for images in a dataset with similar characteristics and reflecting it in the weight of the Loss Function. Also, the CR-based recognition method is advantageous for image identification with high similarity because it enables image recognition in consideration of similarity between classes. As a result of applying the proposed method to the Resnet18 model, it showed a performance improvement of 0.22% in HanDB and 3.38% in Animal-10N. The proposed method is expected to be the basis for artificial intelligence research using noisy labeled data accompanying large-scale learning data.
To apply damage detection methods through deep learning of crack images that could be used in water resources facilities, an image processing algorithm that could detect crack damage image data was collected, utilized, and trained in this study. Using the U-Net structure based on convolution among deep learning techniques, we were able to classify crack damage areas within the image through classification for each pixel through learning and feature extraction of structural crack damage images. During this process, the activation map was visualized to check the model's response to crack features to determine which part of the image the model was focusing on. Crack detection results showed high accuracy and precision compared to the true value through image mask processing, confirming that this technique could be used for crack detection. The model learned in this study demonstrated detection capabilities of crack detection in acquired images as well as application to images of water resources facilities. It is expected to be used for monitoring safety diagnosis and evaluating water resources structures in the future.
International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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제15권2호
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pp.133-143
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2023
In this study, we propose a big data set of strawberry pests collected directly for diagnosis model learning and an automatic pest diagnosis model architecture based on deep learning. First, a big data set related to strawberry pests, which did not exist anywhere before, was directly collected from the web. A total of more than 12,000 image data was directly collected and classified, and this data was used to train a deep learning model. Second, the deep-learning-based automatic pest diagnosis module is a module that classifies what kind of pest or disease corresponds to when a user inputs a desired picture. In particular, we propose a model architecture that can optimally classify pests based on a convolutional neural network among deep learning models. Through this, farmers can easily identify diseases and pests without professional knowledge, and can respond quickly accordingly.
Lee, Changhui;Yun, Yerin;Bae, Saejung;Eo, Yang Dam;Kim, Changjae;Shin, Sangho;Park, Soyoung;Han, Youkyung
Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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제39권6호
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pp.437-456
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2021
In the field of remote sensing in Korea, starting in 2017, deep learning has begun to show efficient research results compared to existing research methods. Currently, research is being conducted to apply deep learning in almost all fields of remote sensing, from image preprocessing to applications. To analyze the research trend of deep learning applied to the remote sensing field, Korean domestic journal papers, published until October 2021, related to deep learning applied to the remote sensing field were collected. Based on the collected 60 papers, research trend analysis was performed while focusing on deep learning network purpose, remote sensing application field, and remote sensing image acquisition platform. In addition, open source data that can be effectively used to build training data for performing deep learning were summarized in the paper. Through this study, we presented the problems that need to be solved in order for deep learning to be established in the remote sensing field. Moreover, we intended to provide help in finding research directions for researchers to apply deep learning technology into the remote sensing field in the future.
Crack detection in structures plays a vital role in ensuring their safety, durability, and reliability. Traditional crack detection methods sometimes need significant manual inspections, which are laborious, expensive, and prone to error by humans. Deep learning algorithms, which can learn intricate features from large-scale datasets, have emerged as a viable option for automated crack detection recently. This study presents an in-depth review of crack detection methods used till now, like image processing, traditional machine learning, and deep learning methods. Specifically, it will provide a comparative analysis of crack detection methods using deep learning, aiming to provide insights into the advancements, challenges, and future directions in this field. To facilitate comparative analysis, this study surveys publicly available crack detection datasets and benchmarks commonly used in deep learning research. Evaluation metrics employed to check the performance of different models are discussed, with emphasis on accuracy, precision, recall, and F1-score. Moreover, this study provides an in-depth analysis of recent studies and highlights key findings, including state-of-the-art techniques, novel architectures, and innovative approaches to address the shortcomings of the existing methods. Finally, this study provides a summary of the key insights gained from the comparative analysis, highlighting the potential of deep learning in revolutionizing methodologies for crack detection. The findings of this research will serve as a valuable resource for researchers in the field, aiding them in selecting appropriate methods for crack detection and inspiring further advancements in this domain.
Underwater optical images face various limitations that degrade the image quality compared with optical images taken in our atmosphere. Attenuation according to the wavelength of light and reflection by very small floating objects cause low contrast, blurry clarity, and color degradation in underwater images. We constructed an image data of the Korean sea and enhanced it by learning the characteristics of underwater images using the deep learning techniques of CycleGAN (cycle-consistent adversarial network), UGAN (underwater GAN), FUnIE-GAN (fast underwater image enhancement GAN). In addition, the underwater optical image was enhanced using the image processing technique of Image Fusion. For a quantitative performance comparison, UIQM (underwater image quality measure), which evaluates the performance of the enhancement in terms of colorfulness, sharpness, and contrast, and UCIQE (underwater color image quality evaluation), which evaluates the performance in terms of chroma, luminance, and saturation were calculated. For 100 underwater images taken in Korean seas, the average UIQMs of CycleGAN, UGAN, and FUnIE-GAN were 3.91, 3.42, and 2.66, respectively, and the average UCIQEs were measured to be 29.9, 26.77, and 22.88, respectively. The average UIQM and UCIQE of Image Fusion were 3.63 and 23.59, respectively. CycleGAN and UGAN qualitatively and quantitatively improved the image quality in various underwater environments, and FUnIE-GAN had performance differences depending on the underwater environment. Image Fusion showed good performance in terms of color correction and sharpness enhancement. It is expected that this method can be used for monitoring underwater works and the autonomous operation of unmanned vehicles by improving the visibility of underwater situations more accurately.
Journal of the Korea Society of Computer and Information
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제24권9호
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pp.21-27
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2019
In this paper, we propose a deep auto-encoder-based pipe leak detection (PLD) technique from time-series acoustic data collected by microphone sensor nodes. The key idea of the proposed technique is to learn representative features of the leak-free state using leak-free time-series acoustic data and the deep auto-encoder. The proposed technique can be used to create a PLD model that detects leaks in the pipeline in an unsupervised learning manner. This means that we only use leak-free data without labeling while training the deep auto-encoder. In addition, when compared to the previous supervised learning-based PLD method that uses image features, this technique does not require complex preprocessing of time-series acoustic data owing to the unsupervised feature extraction scheme. The experimental results show that the proposed PLD method using the deep auto-encoder can provide reliable PLD accuracy even considering unsupervised learning-based feature extraction.
Recently, many embedded devices that have the computing capability required for deep learning have become available; hence, many new applications using these devices are emerging. However, these embedded devices have an architecture different from that of PCs and high-performance servers. In this paper, we propose a method that improves the performance of deep-learning framework by considering the architecture of an embedded device that shares memory between the CPU and the GPU. The proposed method is implemented in Caffe, an open-source deep-learning framework, and is evaluated on an NVIDIA Jetson TK1 embedded device. In the experiment, we investigate the image recognition performance of several state-of-the-art deep-learning networks, including AlexNet, VGGNet, and GoogLeNet. Our results show that the proposed method can achieve significant performance gain. For instance, in AlexNet, we could reduce image recognition latency by about 33% and energy consumption by about 50%.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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