[صفحه اصلی ]   [Archive] [ English ]  
:: صفحه اصلي :: درباره نشريه :: آخرين شماره :: تمام شماره‌ها :: جستجو :: ثبت نام :: ارسال مقاله :: تماس با ما ::
بخش‌های اصلی
صفحه اصلی::
اطلاعات نشریه::
آرشیو مجله و مقالات::
برای نویسندگان::
داوران::
ثبت نام و اشتراک::
تماس با ما::
تسهیلات پایگاه::
بایگانی مقالات زیر چاپ::
آمار نشریه::
::
جستجو در پایگاه

جستجوی پیشرفته
..
دریافت اطلاعات پایگاه
نشانی پست الکترونیک خود را برای دریافت اطلاعات و اخبار پایگاه، در کادر زیر وارد کنید.
..
آمار سایت
مقالات منتشر شده: 324
نرخ پذیرش: 63.1
نرخ رد: 36.9
میانگین داوری: 208 روز
میانگین انتشار: 345 روز
..
:: دوره 12، شماره 1 - ( 3-1403 ) ::
جلد 12 شماره 1 صفحات 94-83 برگشت به فهرست نسخه ها
رویکرد یادگیری عمیق مبتنی بر بلوک های تخصصی کانولوشن در استخراج جاده های شهری
محمدعرفان امتی ، فاطمه طبیب محمودی*
دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی
چکیده:   (582 مشاهده)
استخراج جاده‌ها از تصاویر سنجش از دور با وضوح زیاد در طیف گسترده‌ای از کاربردها مانند تهیه و به هنگام رسانی نقشه راه­ها مورد استفاده قرار گرفته است. به دلیل طول زیاد و عرض کم و همچنین سایه‌های ناشی از پوشش گیاهی و ساختمان‌ها، تشخیص جاده‌ها با چالش همراه است. وجود تنوع در جاده­ های موجود در یک منطقه شهری اعم از مجاورت معابر دارای طول کوتاه و بزرگراه ­ها و آزادراه ­های طویل باعث بروز مشکلاتی در تشخیص و طبقه ­بندی خودکار تمامی انواع معابر گردیده است. لذا، با هدف بهبود قابلیت اطمینان و دقت استخراج جاده‌ها، یک مدل شبکه عصبی در این مقاله پیشنهاد شده‌است که به قطعه‌بندی دقیق پیکسلی دست می‌یابد. شبکه پیشنهادی به‌طور مستقیم تصویر ورودی را پردازش می‌کند و از چهار بلوک کانولوشن تخصصی در طول نمونه‌برداری کاهشی استفاده می‌کند که با رویکرد نمونه‌برداری با عمق کم برای تولید یک ماسک باینری کلاس جاده تکمیل می‌شود. با توجه به اینکه شبکه‌های قطعه ­بندی معنایی مرسوم عمیق بوده و دارای پارامترهای قابل آموزش زیادی هستند، شبکه پیشنهادی در این تحقیق از نمونه‌برداری با عمق کم استفاده می‌کند که به کاهش عمق شبکه کمک می‌کند و در نتیجه کاهش تعداد پارامترها را به همراه دارد. قابلیت اجرایی مدل پیشنهادی در این تحقیق با استفاده از مجموعه داده ماساچوست ارزیابی گردید و نتایج ارزیابی به وضوح عملکرد برتر مدل پیشنهادی را در مقایسه با سایر شبکه‌های عصبی با پارامترهای کمتر ِنشان می‌دهد. مدل پیشنهادی توانست شاخص­های IOU و -F-Score را در مجموعه داده ماساچوست در مقایسه با سایر شبکه­ های عصبی نظیر DeeplabV3+، U-Net و D-LinkNet به ترتیب به میزان 1/98 و 3/03 بهبود بخشد.
واژه‌های کلیدی: قطعه‌بندی معنایی، استخراج جاده، تصاویر سنجش از دور، بلوک های تخصصی کانولوشن
متن کامل [PDF 868 kb]   (156 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: سنجش از دور
دریافت: 1402/10/16 | پذیرش: 1403/3/23 | انتشار: 1403/3/31
فهرست منابع
1. [1] Wang, W., Yang, N., Zhang, Y., Wang, F., Cao, T., Eklund, P. "A review of road extraction from remote sensing images," Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition), Vol.3, No.3, PP. 271-282, 2016. [DOI:10.1016/j.jtte.2016.05.005. https://doi.org/10.1016/j.jtte.2016.05.005]
2. [2] Huang, X., Zhang, L. "Road centreline extraction from high‐resolution imagery based on multiscale structural features and support vector machines," International Journal of Remote Sensing, Vol. 30, No.8, pp. 1977-1987, DOI: 10.1080/01431160802546837. [DOI:10.1080/01431160802546837]
3. [3] Bicego, M., Dalfini, S., Vernazza G., Murino, V. "Automatic road extraction from aerial images by probabilistic contour tracking," Proceedings 2003 International Conference on Image Processing (Cat. No.03CH37429), Barcelona, Spain, 2003, pp. III-585, doi: 10.1109/ICIP.2003.1247312. [DOI:10.1109/ICIP.2003.1247312]
4. [4] Baumgartner, A., Steger, C., Mayer, H., Eckstein, W., Ebner, H. "AUTOMATIC ROAD EXTRACTION BASED ON MULTI-SCALE, GROUPING, AND CONTEXT." Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, Vol. 65, No.1999, pp. 777-785. 1999.
5. [5] Xu, Y., Xie, Z., Feng, Y., Chen, Z. "Road Extraction from High-Resolution Remote Sensing Imagery Using Deep Learning." Remote Sensing, Vol. 10, No.9, pp.1461, 2018. DOI:10.3390/rs10091461. [DOI:10.3390/rs10091461]
6. [6] Abdollahi, A., Pradhan, B., Shukla, N., Chakraborty, S., Alamri, A. "Deep Learning Approaches Applied to Remote Sensing Datasets for Road Extraction: A State-Of-The-Art Review," Remote Sens. Vol.12, No.1444, 2020. doi:10.3390/rs12091444. [DOI:10.3390/rs12091444]
7. [7] Choi, S., Do, M. "Development of the Road Pavement Deterioration Model Based on the Deep Learning Method," Electronics 2020, 9, 3; doi:10.3390/electronics9010003. [DOI:10.3390/electronics9010003]
8. [8] Mnih, V., Hinton, G.E. "Learning to Detect Roads in High-Resolution Aerial Images," K. Daniilidis, P. Maragos, N. Paragios (Eds.): ECCV 2010, Part VI, LNCS 6316, pp. 210-223, 2010. [DOI:10.1007/978-3-642-15567-3_16]
9. [9] Li, P., Zang, Y.,Wang, C., Li, J., Cheng, M., Luo, L., Yu, Y. "ROAD NETWORK EXTRACTION VIA DEEP LEARNING AND LINE INTEGRAL CONVOLUTION," 978-1-5090-3332-4/16/$31.00 ©2016 IEEE.
10. [10] Bastani, F., He, S., Abbar, S., Alizadeh, M., Balakrishnan, H., Chawla, S., Madden, S., DeWitt, D. "RoadTracer: Automatic Extraction of Road Networks from Aerial Images," 2018 IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition. [DOI:10.1109/CVPR.2018.00496]
11. [11] Yoo., H.J. "Deep Convolution Neural Networks in Computer Vision: a Review," IEIE Transactions on Smart Processing and Computing, 4(1), 2015 http://dx.doi.org/10.5573/IEIESPC.2015.4.1.035. [DOI:10.5573/IEIESPC.2015.4.1.035]
12. [12] Garcia-Garcia, A., Orts-Escolano, S., Oprea, S.O., Villena-Martinez, V., Garcia-Rodriguez, J. "A Review on Deep Learning Techniques Applied to Semantic Segmentation," Computer Vision and Pattern Recognition (cs.CV); Artificial Intelligence (cs.AI), [DOI:10.48550/arXiv.1704.06857.]
13. [13] Ronneberger, O., Fischer, Ph., Brox, Th. "U-Net: Convolutional Networks for Biomedical Image Segmentation," N. Navab et al. (Eds.): MICCAI 2015, Part III, LNCS 9351, pp. 234-241, 2015. DOI: 10.1007/978-3-319-24574-4_28. [DOI:10.1007/978-3-319-24574-4_28]
14. [14] Pal, K., Yadav, P., Katal, N. "RoadSegNet: a deep learning framework for autonomous urban road detection," Journal of Engineering and Applied Science, 2022. [DOI:10.1186/s44147-022-00162-9. https://doi.org/10.1186/s44147-022-00162-9]
15. [15] Safavi, S.H., Sadeghi, M., Ebadpour, M. "DPRSMR: Deep learning-based Persian Road Surface Marking Recognition," J. Electr. Comput. Eng. Innovations, Vol. 11, No.2, PP. 409-418, 2023. Doi: 10.22061/jecei.2023.9496.627.
16. [16] Shao, Z., Tang, P., Wang, Zh., Saleem, N., Yam, S., Sommai, Ch. "BRRNet: A Fully Convolutional Neural Network for Automatic Building Extraction From High-Resolution Remote Sensing Images," Remote Sens. 2020, 12, 1050; doi:10.3390/rs12061050. [DOI:10.3390/rs12061050]
17. [17] Long, J., Shelhamer, E., Darrell, T. "Fully convolutional networks for semantic segmentation," in 2015 IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), Boston, MA, USA, 2015 pp. 3431-3440. doi: 10.1109/CVPR.2015.7298965. [DOI:10.1109/CVPR.2015.7298965]
18. [18] Alokasi, H., Ahmad, M.B. "Deep Learning-Based Frameworks for Semantic Segmentation of Road Scenes." Electronics 2022, 11, 1884. [DOI:10.3390/electronics11121884. https://doi.org/10.3390/electronics11121884]
19. [19] Lin, G., Milan, A., Shen, Ch., Reid, J. "RefineNet: Multi-Path Refinement Networks for High-Resolution Semantic Segmentation," 2017 IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, DOI 10.1109/CVPR.2017.549. [DOI:10.1109/CVPR.2017.549]
20. [20] Pan, X., Yang, F., Gao, L., Chen, Zh., Zhang, B., Fan, H., Ren, J. "Building Extraction from High-Resolution Aerial Imagery Using a Generative Adversarial Network with Spatial and Channel Attention Mechanisms," Remote Sens. 2019, 11, 917; doi:10.3390/rs11080917. [DOI:10.3390/rs11080917]
21. [21] Xu, Y., Wu, L., Xie, Z., Chen, Z. 2018. "Building Extraction in Very High Resolution Remote Sensing Imagery Using Deep Learning and Guided Filters," Remote Sens. 2018, 10, 144; doi: 10.3390/rs10010144. [DOI:10.3390/rs10010144]
22. [22] Wang, S., Hou, X., Zhao, X. "Automatic Building Extraction From High-Resolution Aerial Imagery via Fully Convolutional Encoder-Decoder Network With Non-Local Block," in IEEE Access, vol. 8, pp. 7313-7322, 2020, doi: 10.1109/ACCESS.2020.2964043. [DOI:10.1109/ACCESS.2020.2964043]
23. [23] Wei, S., Ji, S., Lu, M. 2020. "Toward Automatic Building Footprint Delineation From Aerial Images Using CNN and Regularization," in IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 58, no. 3, pp. 2178-2189, March 2020, doi: 10.1109/TGRS.2019.2954461. [DOI:10.1109/TGRS.2019.2954461]
24. [24] Kumar, R., Amitab, K. 2023. "Semantic Segmentation of Road Scene Using Deep Learning," In: Basu, S., Kole, D.K., Maji, A.K., Plewczynski, D., Bhattacharjee, D. (eds) Proceedings of International Conference on Frontiers in Computing and Systems. Lecture Notes in Networks and Systems, vol 404. Springer, Singapore. [DOI:10.1007/978-981-19-0105-8_13. https://doi.org/10.1007/978-981-19-0105-8_13]
25. [25] Yang, H. L., Yuan, J., Lunga, D., Laverdiere, M., Rose, A., Bhaduri, B. "Building Extraction at Scale Using Convolutional Neural Network: Mapping of the United States," in IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, vol. 11, no. 8, pp. 2600-2614, Aug. 2018, doi: 10.1109/JSTARS.2018.2835377. [DOI:10.1109/JSTARS.2018.2835377]
26. [26] Shao, S., Xiao, L., Lin, L., Ren, C., Tian, J. "Road Extraction Convolutional Neural Network with Embedded Attention Mechanism for Remote Sensing Imagery," Remote Sens. 2022, 14, 2061. [DOI:10.3390/rs14092061. https://doi.org/10.3390/rs14092061]
27. [27] Hou, Y., Liu, Z., Zhang, T., Li, Y. 2021. " C-UNet: Complement UNet for Remote Sensing Road Extraction," Sensors 2021, 21, 2153. [DOI:10.3390/s21062153. https://doi.org/10.3390/s21062153]
28. [28] Zhang, Z., Liu, Q., Wang, Y. 2018. " Road Extraction by Deep Residual U-Net," IEEE GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING LETTERS. [DOI:10.1109/LGRS.2018.2802944]
29. [29] Zhou, L., Zhang, C., Wu, M. "D-linknet: Linknet with pretrained encoder and dilated convolution for high resolution satellite imagery road extraction," in Proc. 2018 IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition Workshops (CVPRW), Salt Lake City, USA, Jun. 2018, pp. 192-1924. [DOI:10.1109/CVPRW.2018.00034]
30. [30] Yu, F., Koltun, V. 2016. " MULTI-SCALE CONTEXT AGGREGATION BY DILATED CONVOLUTIONS," Published as a conference paper at ICLR 2016
31. [31] Chen, L.C., Papandreou, G., Schroff, F., Adam, H. 2017. "Rethinking Atrous Convolution for Semantic Image Segmentation," Computer Vision and Pattern Recognition, 2017. [DOI:10.48550/arXiv.1706.05587.]
32. [32] Khan, T.M., Arsalan, M., Iqbal, Sh., Razzak, I., Meijering, E. 2023. "Feature Enhancer Segmentation Network (FES-Net) for Vessel Segmentation." Doi: 10.13140/RG.2.2.14160.48642. [DOI:10.1109/DICTA60407.2023.00030]
33. [33] Zhong, Z., Li, J., Cui, W., Jiang, H. 2016. "Fully CONVOLUTIONAL NETWORKS FOR BUILDING AND ROAD EXTRACTION: PRELIMINARY RESULTS," https://ieeexplore.ieee.org/document/7729406. [DOI:10.1109/IGARSS.2016.7729406]
34. [34] Kingma, D., Ba, J. "Adam: A Method for Stochastic Optimization," International Conference on Learning Representations. 2014.
35. [35] Mishra, P., Sarawadekar, K. 2019. "Polynomial Learning Rate Policy with Warm Restart for Deep Neural Network," TENCON 2019 - 2019 IEEE Region 10 Conference (TENCON), Kochi, India, pp. 2087-2092, doi: 10.1109/TENCON.2019.8929465. [DOI:10.1109/TENCON.2019.8929465]
ارسال پیام به نویسنده مسئول


XML   English Abstract   Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Omati M E, Tabib Mahmoudi F. A Deep Learning Approach based on Specialized Convolutional Blocks in Urban Road Extraction. jgit 2024; 12 (1) :83-94
URL: http://jgit.kntu.ac.ir/article-1-937-fa.html

امتی محمدعرفان، طبیب محمودی فاطمه. رویکرد یادگیری عمیق مبتنی بر بلوک های تخصصی کانولوشن در استخراج جاده های شهری. مهندسی فناوری اطلاعات مکانی. 1403; 12 (1) :83-94

URL: http://jgit.kntu.ac.ir/article-1-937-fa.html



بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.
دوره 12، شماره 1 - ( 3-1403 ) برگشت به فهرست نسخه ها
نشریه علمی-پژوهشی مهندسی فناوری اطلاعات مکانی Engineering Journal of Geospatial Information Technology
Persian site map - English site map - Created in 0.05 seconds with 38 queries by YEKTAWEB 4660