In this paper, we propose a black ice detection system using Convolutional Neural Networks (CNNs). Black ice poses a serious threat to road safety, particularly during winter conditions. To overcome this problem, we introduce a CNN-based architecture for real-time black ice detection with an encoder-decoder network, specifically designed for real-time black ice detection using thermal images. To train the network, we establish a specialized experimental platform to capture thermal images of various black ice formations on diverse road surfaces, including cement and asphalt. This enables us to curate a comprehensive dataset of thermal road black ice images for a training and evaluation purpose. Additionally, in order to enhance the accuracy of black ice detection, we propose a multi-scale dilation convolution feature fusion (MsDC-FF) technique. This proposed technique dynamically adjusts the dilation ratios based on the input image's resolution, improving the network's ability to capture fine-grained details. Experimental results demonstrate the superior performance of our proposed network model compared to conventional image segmentation models. Our model achieved an mIoU of 95.93%, while LinkNet achieved an mIoU of 95.39%. Therefore, it is concluded that the proposed model in this paper could offer a promising solution for real-time black ice detection, thereby enhancing road safety during winter conditions.
The automated segmentation technique of cell region in Bio Images helps biologists understand complex functions of cells. It is mightly important in that it can process the analysis of cells automatically which has been done manually before. The conventional methods for segmentation of cell and nuclei from multi-channel images consist of two steps. In the first step nuclei are extracted from DNA channel, and used as initial contour for the second step. In the second step cytoplasm are segmented from Actin channel by using Active Contour model based on intensity. However, conventional studies have some limitation that they let the cell segmentation performance fall by not considering inhomogeneous intensity problem in cell images. Therefore, the paper consider correlation between DNA and Actin channel, and then proposes the preprocessing algorithm by which the brightness of cell inside in Actin channel can be compensated homogeneously by using DNA channel information. Experiment result show that the proposed preprocessing method improves the cell segmentation performance compared to the conventional method.
Kim, Na-Kyeong;Park, Mi-So;Jeong, Min-Ji;Hwang, Do-Hyun;Yoon, Hong-Joo
Korean Journal of Remote Sensing
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v.37
no.3
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pp.367-378
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2021
Field compost is a representative non-point pollution source for livestock. If the field compost flows into the water system due to rainfall, nutrients such as phosphorus and nitrogen contained in the field compost can adversely affect the water quality of the river. In this paper, we propose a method for detecting field compost using unmanned aerial vehicle images and deep learning-based semantic segmentation. Based on 39 ortho images acquired in the study area, about 30,000 data were obtained through data augmentation. Then, the accuracy was evaluated by applying the semantic segmentation algorithm developed based on U-net and the filtering technique of Open CV. As a result of the accuracy evaluation, the pixel accuracy was 99.97%, the precision was 83.80%, the recall rate was 60.95%, and the F1-Score was 70.57%. The low recall compared to precision is due to the underestimation of compost pixels when there is a small proportion of compost pixels at the edges of the image. After, It seems that accuracy can be improved by combining additional data sets with additional bands other than the RGB band.
There has been a lot of interest in an effective method for background subtraction in an effort to separate foreground objects from a predefined background image. Promising results on background subtraction using statistical methods have recently been reported are robust enough to operate in dynamic environments, but generally require very large computational resources and still have difficulty in obtaining clear segmentation of objects. We use a simple running-average method to model a gradually changing background, instead of using a complicated statistical technique. We employ a single global threshold vector, optimized by a genetic algorithm, instead of pixel-by-pixel thresholds. A new fitness function is defined and trained to evaluate segmentation result. The system has been implemented on a PC with a webcam, and experimental results on real images show that the new method outperforms an existing method based on a mixture of Gaussian.
Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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v.51
no.2
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pp.173-181
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2014
In this paper, the algorithm that can automatically segment the lung, the airway and the pulmonary vessels in a chest CT was proposed. The proposed method is progressed in three steps. In the first step, the lung and the airway are segmented by the region growing law through the optimal threshold and three-dimensional labeling. In the second, from the start point to the first carina of the airway is segmented by the deduction operation, and the next airway of the bifurcations are segmented by applying a variable threshold technique. In the third step, the left/right lungs are divided by the restoration process for the lung, and the outside of lungs for abnormal is checked by applying the advanced rolling ball algorithm, and if abnormal is found, that part is removed, and it is restored to the normal lungs by connecting the outside of the lung in the form of second-order polynomial. Finally, pulmonary vessels are segmented by applying the three-dimensional connected component labeling method and three-dimensional region growing method. As the results of simulation, it could be confirmed that the pulmonary vascular is accurately divided without loss of tissue around lung.
Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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v.25
no.6_1
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pp.507-516
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2007
Segmentation and organization of the LiDAR (Light Detection and Ranging) data of the Earth's surface are difficult tasks because the captured LiDAR data are composed of irregularly distributed point clouds with lack of semantic information. The reason for this difficulty in processing LiDAR data is that the data provide huge amount of the spatial coordinates without topological and/or relational information among the points. This study introduces LiDAR data segmentation technique by utilizing histograms of the LiDAR height image data and analyzing roof shape for 3D reconstruction and visualization of the buildings. One of the advantages in utilizing LiDAR height image data is no registration required because the LiDAR data are geo-referenced and ortho-projected data. In consequence, measurements on the image provide absolute reference coordinates. The LiDAR image allows measurement of the initial building boundaries to estimate locations of the side walls and to form the planar surfaces which represent approximate building footprints. LiDAR points close to each side wall were grouped together then the least-square planar surface fitting with the segmented point clouds was performed to determine precise location of each wall of an building. Finally, roof shape analysis was performed by accumulated slopes along the profiles of the roof top. However, simulated LiDAR data were used for analyzing roof shape because buildings with various shapes of the roof do not exist in the test area. The proposed approach has been tested on the heavily built-up urban residential area. 3D digital vector map produced by digitizing complied aerial photographs was used to evaluate accuracy of the results. Experimental results show efficiency of the proposed methodology for 3D building reconstruction and large scale digital mapping especially for the urban area.
Indexing and Retrieving images from large and varied collections using image content as a key is a challenging and important problem in computer vision application. In this paper, a color Content-based Image Retrieval (CBIR) system using hierarchical Region of Interest (ROI) query and indexing is presented. During indexing process, First, The ROIs on every image in the image database are extracted using a region-based image segmentation technique, The JSEG approach is selected to handle this problem in order to create color-texture regions. Then, Color features in form of histogram and correlogram are then extracted from each segmented regions. Finally, The features are stored in the database as the key to retrieve the relevant images. As in the retrieval system, users are allowed to select ROI directly over the sample or user's submission image and the query process then focuses on the content of the selected ROI in order to find those images containing similar regions from the database. The hierarchical region-of-interest query is performed to retrieve the similar images. Two-level search is exploited in this paper. In the first level, the most important regions, usually the large regions at the center of user's query, are used to retrieve images having similar regions using static search. This ensures that we can retrieve all the images having the most important regions. In the second level, all the remaining regions in user's query are used to search from all the retrieved images obtained from the first level. The experimental results using the indexing technique show good retrieval performance over a variety of image collections, also great reduction in the amount of searching time.
Vehicle segmentation, which extracts vehicle areas from road scenes, is one of the fundamental opera tions in lots of application areas including Intelligent Transportation Systems, and so on. We present a vehicle segmentation approach for still images captured from outdoor CCD cameras mounted on the supporting poles. We first divided the input image into a set of two-dimensional grids and then calculate the feature values of the edges for each grid. Through analyzing the feature values statistically, we can find the optimal rectangular grid area of the vehicle. Our preprocessing process calculates the statistics values for the feature values from background images captured under various circumstances. For a car image, we compare its feature values to the statistics values of the background images to finally decide whether the grid belongs to the vehicle area or not. We use dynamic programming technique to find the optimal rectangular gird area from these candidate grids. Based on the statistics analysis and global search techniques, our method is more systematic compared to the previous methods which usually rely on a kind of heuristics. Additionally, the statistics analysis achieves high reliability against noises and errors due to brightness changes, camera tremors, etc. Our prototype implementation performs the vehicle segmentation in average 0.150 second for each of $1280\times960$ car images. It shows $97.03\%$ of strictly successful cases from 270 images with various kinds of noises.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.18
no.12
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pp.157-163
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2017
The object segmentation approach has the merit of reducing the processing cost required to detect moths of interest, because it applies a moth detection algorithm to the segmented objects after segmenting the objects individually in the moth image. In this paper, an object segmentation method for moth detection in pheromone trap images is proposed. Our method consists of preprocessing, thresholding, morphological filtering, and object labeling processes. Thresholding in the process is a critical step significantly influencing the performance of object segmentation. The proposed method can threshold very elaborately by reflecting the local properties of the moth images. We performed thresholding using global and local versions of Ostu's method and, used the proposed method for the moth images of Carposina sasakii acquired on a pheromone trap placed in an orchard. It was demonstrated that the proposed method could reflect the properties of light and background on the moth images. Also, we performed object segmentation and moth classification for Carposina sasakii images, where the latter process used an SVM classifier with training and classification steps. In the experiments, the proposed method performed the detection of Carposina sasakii for 10 moth images and achieved an average detection rate of 95% of them. Therefore, it was shown that the proposed technique is an effective monitoring method of Carposina sasakii in an orchard.
Ham, Bo Young;Lee, Chun Yong;Byun, Hye Kyung;Min, Byoung Keol
Journal of Korean Society for Geospatial Information Science
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v.21
no.3
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pp.11-17
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2013
With high social demands for the diverse utilizations of forest lands, the illegal forest land use changes have increased. We studied change detection technique to detect changes in forest land use using an object-oriented segmentation of RED bands differencing in multi-temporal aerial photographs. The new object-oriented segmentation method consists of the 5 steps, "Image Composite - Segmentation - Reshaping - Noise Remover - Change Detection". The method enabled extraction of deforested objects by selecting a suitable threshold to determine whether the objects was divided or merged, based on the relations between the objects, spectral characteristics and contextual information from multi-temporal aerial photographs. The results found that the object-oriented segmentation method detected 12% of changes in forest land use, with 96% of the average detection accuracy compared by visual interpretation. Therefore this research showed that the spatial data by the object-oriented segmentation method can be complementary to the one by a visual interpretation method, and proved the possibility of automatically detecting and extracting changes in forest land use from multi-temporal aerial photographs.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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