Was ist Objekterkennung?
Definition
Objekterkennung ist eine Aufgabe des maschinellen Sehens, die jedes Objekt in einem Bild findet und ihm einen Begrenzungsrahmen und eine Klasse zuweist. Ein Begrenzungsrahmen ist ein Rechteck um das Objekt.
Detektortypen
Detektoren unterscheiden sich darin, wie sie die Rahmen finden:
- Zweistufige Detektoren. Faster R-CNN verwendet ein Netz für Regionsvorschläge, das Bildmerkmale mit dem Erkennungsnetz teilt.
- Einstufige Detektoren. YOLO behandelt die Erkennung als Regressionsproblem. Ein Netz sagt die Rahmen und Klassenwahrscheinlichkeiten in einer einzigen Auswertung aus dem gesamten Bild voraus. Das erste YOLO-Modell lief mit 45 Bildern pro Sekunde.
- Transformer-Detektoren. DETR sagt eine Menge von Objekten mit einem Transformer-Encoder-Decoder voraus. Es braucht keine handentworfenen Schritte wie Non-Maximum-Suppression und Ankergenerierung. Auf COCO lagen Genauigkeit und Laufzeit gleichauf mit Faster R-CNN.
Der COCO-Datensatz umfasst 328 000 Bilder, 91 Objekttypen und 2,5 Millionen beschriftete Instanzen. Forscher bewerten viele Detektoren damit.
Flugplatzinspektion
Fremdkörper (FOD) sind unbelebte Objekte im Bewegungsbereich. Sie haben keine betriebliche oder luftfahrttechnische Funktion und können für Luftfahrzeuge eine Gefahr sein. Die EASA-Regeln für Flugplätze verlangen vom Betreiber Verfahren zur Erkennung von FOD. Sie schreiben keine bestimmte Technik vor.
Das FAA-Beratungsrundschreiben zu FOD-Erkennungsgeräten beschreibt elektrooptische Systeme als Systeme, die Video und Bildverarbeitung nutzen. Ihr Einsatz ist nur für Geräte verpflichtend, die mit Mitteln des Airport Improvement Program (Flughafen-Förderprogramm) oder der Passenger Facility Charge (Passagierentgelt) beschafft wurden. Es legt Prüfobjekte fest, etwa einen Metallzylinder mit 3,1 cm Höhe und eine Kugel mit 4,3 cm Durchmesser.
Ein Begrenzungsrahmen gibt weder die Fläche noch die Länge eines Mangels an. Das PAVER-Handbuch misst Krokodilrisse nach Fläche und Längsrisse nach Länge.
Häufig gestellte Fragen
- Was gibt ein Objektdetektor aus?
- Ein Objektdetektor gibt eine Liste von Begrenzungsrahmen aus, mit einer Klasse für jeden Rahmen. YOLO sagt Begrenzungsrahmen und Klassenwahrscheinlichkeiten zum Beispiel direkt aus dem gesamten Bild voraus, in einer einzigen Auswertung eines neuronalen Netzes.
- Wie wird ein Objektdetektor bewertet?
- Der COCO-Benchmark bewertet einen Detektor mit der mittleren Präzision (Average Precision), gemittelt über zehn IoU-Schwellenwerte von 0,50 bis 0,95 in Schritten von 0,05. IoU misst, wie stark sich ein vorhergesagter Rahmen mit dem beschrifteten Rahmen überlappt. COCO meldet außerdem Ergebnisse für kleine Objekte (Fläche unter 32 mal 32 Pixel), mittlere Objekte und große Objekte.
- Verlangt die EASA Objekterkennungssoftware für Fremdkörper (FOD)?
- Nein. Die Verordnung (EU) No 139/2014 verlangt, dass der Flugplatzbetreiber Verfahren zur Erkennung von FOD einrichtet, die die Überwachung und Inspektion des Bewegungsbereichs umfassen. Die annehmbaren Nachweismittel für die Schulung des Personals erwähnen den sachgemäßen Einsatz von Erkennungstechnologien, falls zutreffend. Sie nennen keine Objekterkennungssoftware.
- Reicht ein Begrenzungsrahmen, um einen Riss in der Befestigung zu messen?
- Nein. Ein Begrenzungsrahmen zeigt, wo ein Mangel liegt, aber nicht seine Fläche oder Länge. Das PAVER-Handbuch für Schadensbilder auf Asphaltflugfeldern misst Krokodilrisse in Quadratfuß (Quadratmeter) und Längs- und Querrisse in laufenden Fuß (laufenden Metern).
Referenzen
- ren-2015-faster-rcnn
- Faster R-CNN: Towards Real-Time Object Detection with Region Proposal Networks Ren, He, Girshick, Sun (arXiv:1506.01497)
- redmon-2015-yolo
- You Only Look Once: Unified, Real-Time Object Detection Redmon, Divvala, Girshick, Farhadi (arXiv:1506.02640)
- carion-2020-detr
- End-to-End Object Detection with Transformers Carion et al. (arXiv:2005.12872)
- lin-2014-coco
- Microsoft COCO: Common Objects in Context Lin et al. (arXiv:1405.0312)
- pycocotools-cocoeval
- pycocotools, cocoeval.py (COCO evaluation code) COCO Consortium
- easa-ear-aerodromes
- Easy Access Rules for Aerodromes (Regulation (EU) No 139/2014), including CS-ADR-DSN Issue 7 EASA
- faa-ac-150-5220-24
- AC 150/5220-24, Airport Foreign Object Debris (FOD) Detection Equipment (30 September 2009) FAA
- faa-paver-asphalt
- PAVER Distress Identification Manual for Asphalt Surfaced Airfields FAA
Dies ist ein Referenzeintrag. TarmacView bietet Drohneninspektionsdienste an und verkauft nicht die in diesem Glossar beschriebene Ausrüstung oder Materialien.
