가중치 오차함수를 통한 콘크리트 균열 감지 모델 학습 개선 (Improvement of learning concrete crack detection model by weighted loss function)

서지정보

· 발행기관 : 한국컴퓨터정보학회
· 수록지 정보 : 한국컴퓨터정보학회논문지 / 25권 / 10호 / 15 ~ 22페이지
· 저자명 : 손정모, 김도수, 황혜빈

초록

본 연구에서는 가중치 오차 함수를 적용하여, 미세한 콘크리트 균열을 감지하는 U-Net 모델을만들 수 있도록 개선 방안을 제안한다. 콘크리트 균열은 안전을 위협하는 요소이기 때문에 그 상태를 주기적으로 파악하고 신속하게 초기 대응을 하는 것이 중요하다. 하지만 현재는 점검자가직접 육안으로 검사하고 평가하는 외관 검사법이 주로 사용되고 있다. 이는 정확성뿐만 아니라비용과 시간, 안전성 측면에서도 한계점을 가진다. 이에 콘크리트 구조물에 생성되는 미세한 균열을 신속하고 정밀하게 탐지할 수 있도록 딥러닝을 활용한 기술들이 연구되고 있다. 본 연구에서U-Net을 활용한 균열 탐지를 시도한 결과, 미세한 균열을 탐지하지 못하는 것을 확인하였다. 이에제시한 가중치 오차 함수를 적용하여 학습한 모델에 대해 성능을 검증한 결과, 정확도(Accuracy) 99% 이상, 조화평균(F1_Score) 89%에서 92%의 신뢰성 높은 수치를 도출해내었고, 미세한 균열을정확하고 선명하게 탐지한 결과를 통해 학습 개선 방안의 성능을 검증하였다.

영어초록

In this study, we propose an improvement method that can create U-Net model which detect fine concrete cracks by applying a weighted loss function. Because cracks in concrete are a factor that threatens safety, it is important to periodically check the condition and take prompt initial measures. However, currently, the visual inspection is mainly used in which the inspector directly inspects and evaluates with naked eyes. This has limitations not only in terms of accuracy, but also in terms of cost, time and safety. Accordingly, technologies using deep learning is being researched so that minute cracks generated in concrete structures can be detected quickly and accurately. As a result of attempting crack detection using U-Net in this study, it was confirmed that it could not detect minute cracks. Accordingly, as a result of verifying the performance of the model trained by applying the suggested weighted loss function, a highly reliable value (Accuracy) of 99% or higher and a harmonic average (F1_Score) of 89% to 92% was derived. The performance of the learning improvement plan was verified through the results of accurately and clearly detecting cracks.

참고자료

· 없음