Czym jest detekcja obiektów?
Definicja
Detekcja obiektów to zadanie wizji komputerowej, które znajduje każdy obiekt na obrazie i przypisuje mu ramkę ograniczającą oraz klasę. Ramka ograniczająca to prostokąt otaczający obiekt.
Typy detektorów
Detektory różnią się sposobem znajdowania ramek:
- Detektory dwuetapowe. Faster R-CNN używa sieci propozycji regionów, która współdzieli cechy obrazu z siecią detekcji.
- Detektory jednoprzebiegowe. YOLO traktuje detekcję jako problem regresji. Jedna sieć przewiduje ramki i prawdopodobieństwa klas z całego obrazu w jednym przebiegu. Pierwszy model YOLO działał z szybkością 45 klatek na sekundę.
- Detektory transformerowe. DETR przewiduje zbiór obiektów za pomocą kodera i dekodera transformera. Nie potrzebuje ręcznie projektowanych kroków, takich jak tłumienie niemaksymalne (non-maximum suppression) i generowanie kotwic (anchor generation). Na COCO jego dokładność i czas działania były porównywalne z Faster R-CNN.
Zbiór danych COCO ma 328 000 obrazów, 91 typów obiektów i 2,5 miliona oznaczonych instancji. Badacze oceniają na nim wiele detektorów.
Inspekcja lotniska
Foreign object debris (FOD) to nieożywiony przedmiot na obszarze ruchu. Nie ma funkcji operacyjnej ani lotniczej i może zagrażać statkom powietrznym. Przepisy EASA dotyczące lotnisk wymagają, aby operator miał procedury wykrywania FOD. Nie wymagają konkretnej technologii.
Okólnik doradczy FAA o sprzęcie do wykrywania FOD opisuje systemy elektrooptyczne jako systemy wykorzystujące wideo i przetwarzanie obrazu. Jego stosowanie jest obowiązkowe tylko dla sprzętu kupionego z funduszy Airport Improvement Program lub Passenger Facility Charge. Określa obiekty testowe, na przykład metalowy walec o wysokości 3,1 cm oraz kulę o średnicy 4,3 cm.
Ramka ograniczająca nie podaje pola ani długości wady. Podręcznik PAVER mierzy spękania siateczkowe według pola, a długie pęknięcia według długości.
Często zadawane pytania
- Co zwraca detektor obiektów?
- Detektor obiektów zwraca listę ramek ograniczających, z klasą dla każdej ramki. YOLO na przykład przewiduje ramki ograniczające i prawdopodobieństwa klas bezpośrednio z całego obrazu, w jednym przebiegu pojedynczej sieci neuronowej.
- Jak ocenia się detektor obiektów?
- Benchmark COCO ocenia detektor średnią precyzją, uśrednioną po dziesięciu progach IoU od 0,50 do 0,95 co 0,05. IoU mierzy, jak bardzo przewidywana ramka pokrywa się z oznaczoną ramką. COCO podaje też wyniki dla małych obiektów (pole poniżej 32 na 32 piksele), średnich i dużych obiektów.
- Czy EASA wymaga oprogramowania do detekcji obiektów do FOD?
- Nie. Rozporządzenie (UE) nr 139/2014 wymaga, aby operator lotniska ustanowił procedury wykrywania FOD, obejmujące monitorowanie i inspekcję obszaru ruchu. Dopuszczalne środki zgodności dotyczące szkolenia personelu wspominają o właściwym użyciu technologii wykrywania, jeśli ma zastosowanie. Nie wymieniają oprogramowania do detekcji obiektów.
- Czy ramka ograniczająca wystarcza do zmierzenia pęknięcia nawierzchni?
- Nie. Ramka ograniczająca pokazuje, gdzie jest uszkodzenie, ale nie jego pole ani długość. Podręcznik PAVER dla lotnisk o nawierzchni asfaltowej mierzy spękania siateczkowe (alligator cracking) w stopach kwadratowych (metrach kwadratowych), a pęknięcia podłużne i poprzeczne w stopach liniowych (metrach liniowych).
Bibliografia
- 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
To wpis referencyjny. TarmacView świadczy usługi inspekcji dronami i nie sprzedaje sprzętu ani materiałów opisanych w tym słowniczku.
