Czym jest segmentacja pęknięć?

Segmentacja pęknięć to zadanie widzenia komputerowego, które oznacza każdy piksel obrazu jako pęknięcie lub nie pęknięcie. Wynikiem jest maska o tym samym rozmiarze co obraz. Piksele pęknięć mają wartość 1, a wszystkie pozostałe 0.

Czym różni się od klasyfikacji i wykrywania

Klasyfikacja daje jedną etykietę dla całego obrazu. Wykrywanie rysuje ramki. Ramka wokół cienkiego, krętego pęknięcia to w większości tło i nic nie mówi o szerokości pęknięcia ani o jego rozgałęzieniach. Maska zachowuje kształt pęknięcia.

Co daje maska

Jeśli znany jest rozmiar jednego piksela na nawierzchni, maska daje pomiary:

• Pole powierzchni: liczba pikseli pęknięcia pomnożona przez pole jednego piksela.
• Długość: długość jednopikselowej linii środkowej każdego pęknięcia, uzyskanej przez szkieletyzację maski.
• Szerokość: odległość od linii środkowej do krawędzi pęknięcia, pomnożona przez dwa.

Większy rozmiar piksela sprawia, że włoskowate pęknięcia są mniejsze niż jeden piksel i giną. Rozmiar piksela na nawierzchni zależy od kamery i odległości od nawierzchni.

Modele i dane

Większość modeli pęknięć to sieci koder-dekoder. U-Net jest zwykłym punktem wyjścia. Ma ścieżkę kurczącą, która wychwytuje kontekst, i ścieżkę rozszerzającą, która przywraca położenie. Trenuje się go na niewielkiej liczbie obrazów (artykuł o U-Net ).

Publiczne zbiory treningowe są małe i pokazują głównie drogi lub nawierzchnie kampusów. DeepCrack ma 537 oznaczonych obrazów asfaltu i betonu. CrackForest ma 118 oznaczonych obrazów dróg, a CRACK500 ma 500 obrazów nawierzchni zrobionych telefonami. CrackSeg9k łączy kilka takich zbiorów. Model wytrenowany na nich nie widział pasa startowego z rowkami, dlatego jego wynik trzeba sprawdzić na obrazach lotniskowych, zanim zacznie się mu ufać.

Co robi, a czego nie robi na lotnisku

Wytyczne EASA wymieniają trzy oznaki uszkodzenia nawierzchni, na które należy zwracać uwagę podczas kontroli. Są to pękanie i odpryskiwanie betonu, stan uszczelnień spoin dylatacyjnych oraz pękanie asfaltu. Zauważają też, że popękana i odprysknięta nawierzchnia może odrywać kawałki, które stają się obcymi przedmiotami na nawierzchni (FOD).

Maska jest danymi wejściowymi pomiaru, a nie oceną. W metodzie PAVER stopień uszkodzenia pęknięcia podłużnego lub poprzecznego w asfalcie zależy od odprysków i stanu wypełnienia. Dla pęknięcia niewypełnionego średnia szerokość powyżej 6 mm również podnosi stopień do średniego. Długość zapisuje się w stopach bieżących lub metrach bieżących dla każdego poziomu uszkodzenia.

Dwie cechy lotniska wymagają osobnego traktowania:

• Rowki: nacinane piłą rowki są poprzeczne, o szerokości 6 mm, głębokości 6 mm i rozstawie 38 mm na pasie startowym. Model musi odróżnić te regularne linie od pęknięć.
• Spoiny dylatacyjne: płyty betonowe mają spoiny w stałym rozstawie, między 3,8 m a 6,1 m zależnie od grubości płyty. Spoiny są elementami projektowymi, a nie pęknięciami, choć kontroluje się stan ich uszczelnienia.