热图像二元分类中的转移学习

IF 0.4 Q4 ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY
D. A. Pérez-Aguilar, R. H. Risco-Ramos, Luis Casaverde-Pacherrez
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摘要

热成像分类是工业部门的一个关键方面,因为它通常是检测电气设备故障的起点。在某些情况下,这项任务是通过使用传统的人工智能技术实现自动化的,而在另一些情况下,它是手工完成的,这可能会导致很高的人为错误率。本文对11种传输学习架构(AlexNet, VGG16, VGG19, ResNet, DenseNet, MobileNet v2, GoogLeNet, ResNeXt, Wide ResNet, MNASNet和ShuffleNet)进行了比较分析,使用精细调优对配电网络中的热图像进行二进制分类。为此,我们提供了一个包含815张图像的数据库,使用hold-out 60-20-20技术和5折交叉验证进行分割,最后使用Friedman测试分析其性能。实验结束后,在之前训练过的10个架构中,获得了满意的结果,准确率超过85%。然而,以前未经训练的建筑表现出较低的准确性;因此,通过使用预先训练过的架构来应用转移学习是一种合适的图像分类机制,是传统人工智能技术的可靠替代方案。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Transfer learning en la clasificación binaria de imágenes térmicas
La clasificación de imágenes térmicas es un aspecto clave en el sector industrial, debido a que suele ser el punto de partida en la detección de fallos en equipos eléctricos. En algunos casos, esta tarea se automatiza mediante el uso de técnicas tradicionales de inteligencia artificial, mientras que en otros, es realizada de manera manual, lo cual puede traer consigo altas tasas de error humano. Este artículo presenta un análisis comparativo entre once arquitecturas de transfer learning (AlexNet, VGG16, VGG19, ResNet, DenseNet, MobileNet v2, GoogLeNet, ResNeXt, Wide ResNet, MNASNet y ShuffleNet) mediante el uso de fine-tuning, con la finalidad de realizar una clasificación binaria de imágenes térmicas en una red de distribución eléctrica. Para ello, se dispone de una base de datos con 815 imágenes, divididas mediante la técnica tipo hold-out 60-20-20 y validación cruzada con 5-folds, para finalmente analizar su rendimiento mediante el test de Friedman. Luego de los experimentos, se obtuvieron resultados satisfactorios con exactitudes superiores a 85 % en diez de las arquitecturas previamente entrenadas. Sin embargo, la arquitectura que no se entrenó previamente presentó una exactitud baja; concluyéndose que la aplicación de transfer learning mediante el uso de arquitecturas previamente entrenadas es un mecanismo adecuado en la clasificación de este tipo de imágenes, y representa una alternativa confiable frente a técnicas tradicionales de inteligencia artificial.
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Ingenius-Revista de Ciencia y Tecnologia
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