An automatic under-sea feature detection and classification system using computer vision and neural networks

Ρούσσος, Ιωάννης - Δημήτριος

dc.contributor.author	Ρούσσος, Ιωάννης - Δημήτριος	el
dc.date.accessioned	2018-09-25T11:25:52Z
dc.date.available	2018-09-25T11:25:52Z
dc.date.issued	2018-09-25
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47678
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.8603
dc.rights	Default License
dc.subject	Επεξεργασία εικόνας	el
dc.subject	Νευρωνικά δίκτυα	el
dc.subject	Μηχανική όραση	el
dc.subject	Υποθαλάσσια παρακολούθηση	el
dc.subject	Image processing	en
dc.subject	Ταξινόμηση εικόνων	el
dc.subject	Neural networks	en
dc.subject	Computer vision	en
dc.subject	Image classification	en
dc.subject	Undersea surveillance	en
dc.title	An automatic under-sea feature detection and classification system using computer vision and neural networks	en
dc.title	Σύστημα αυτόματης ανίχνευσης και ταξινόμησης υποθαλάσσιων χαρακτηριστικών με τη χρήση μηχανικής όρασης και νευρωνικών δικτύων	el
dc.contributor.department	ΔΠΜΣ Συστήματα Αυτοματισμού	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Computer Vision	en
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-07-20
heal.abstract	Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι ο σχεδιασμός μιας εφαρμογής υποβρύχιας επιτήρησης επικεντρωμένης σε χώρους αρχαιολογικού ενδιαφέροντος με χρήση τεχνικών επεξεργασίας εικόνας και computer vision. Το έργο περιλαμβάνει μια κάμερα τοποθετημένη υποβρύχια που παρακολουθεί μια καθορισμένη περιοχή και το λογισμικό που εκτελεί αναγνώριση οποιουδήποτε πιθανού εισβολέα και ενεργοποιεί κάποιο σήμα συναγερμού. Η εφαρμογή πρέπει να είναι αυτόνομη, να εκτελείται συνεχώς με ελάχιστη ανάγκη για συντήρηση ή κάθε είδους ανθρώπινης παρέμβασης. Λαμβάνοντας υπόψη όλα τα παραπάνω, αυτή η εργασία σχεδιάζει έναν αλγόριθμο ικανό να τρέχει μέρα και νύχτα και να ανιχνεύει πιθανές απειλές. Υπάρχουν δύο καταστάσεις λειτουργίας του προγράμματος. Μία που τρέχει κατά τη διάρκεια της ημέρας όταν υπάρχει άφθονο ηλιακό φως και μπορούμε να εκτελέσουμε επεξεργασία εικόνας υψηλότερου επιπέδου και μία άλλη κατά τη διάρκεια της νύχτας όπου η φωτεινότητα είναι κάτω από ένα συγκεκριμένο επίπεδο. Κατά τη διάρκεια της νύχτας υποθέτουμε ότι ένας πιθανός εισβολέας, δύτης ή ROV, θα χρειαστεί κάποια φωτεινή πηγή για να καθοδηγηθεί σε καταστάσεις ελάχιστου φωτισμού ή και απόλυτου σκοταδιού. Σε αυτή την περίπτωση το πρόγραμμά μας ανιχνεύει πηγές φωτός μέσα στην περιοχή επιτήρησης ή αντανακλάσεις στον πυθμένα που προέρχονται από πηγές φωτός έξω από το πεδίο παρακολούθησης της κάμερας Κατά τη διάρκεια υψηλότερου φωτισμού (ημέρα) χρησιμοποιούμε ένα νευρωνικό δίκτυο που έχει εκπαιδευτεί εκ των προτέρων για να ανιχνεύει δύτες ή ROVs. Κάθε εικόνα που λαμβάνεται από την κάμερα ταξινομείται ως δύτης, ROV ή βυθός. Στην περίπτωση που εντοπιστεί δύτης ή ROV, ενεργοποιείται η λειτουργία συναγερμού και αποστέλλεται σήμα. Επιπλέον δημιουργείται εγγραφή με την ακριβή ώρα του συμβάντος και τον τύπο του εισβολέα. Δεδομένου ότι δεν είχαμε πρόσβαση στους ιδανικούς πόρους ή στον πραγματικό τόπο, το μοντέλο μας εκπαιδεύεται με εικόνες που βρίσκονται στο διαδίκτυο ή εξάγονται από βίντεο κατάδυσης. Τα αποτελέσματα στο τμήμα ανίχνευσης φωτός είναι πολύ ικανοποιητικά. Με τις κατάλληλες μετρήσεις του επιπέδου φωτός από το πραγματικό περιβάλλον και έπειτα από σειρά δοκιμών, μπορεί να επιτευχθεί πολύ υψηλό επίπεδο ακρίβειας. Στον τμήμα ανίχνευσης δύτη ή ROV επιτυγχάνεται υψηλή ακρίβεια, αλλά όχι τόσο υψηλή όσο χρειάζεται σε ένα εντελώς αυτόνομο σύστημα. Πιθανές τροποποιήσεις για τη βελτίωση της ακρίβειας περιλαμβάνουν μία μεγαλύτερη βάση δεδομένων με κατάλληλες εικόνες για την εκπαίδευση του μοντέλου, ένα πιο πολύπλοκο νευρωνικό δίκτυο, εικόνες μεγαλύτερης ανάλυσης και όλα αυτά με την προϋπόθεση ενός επαρκώς ισχυρού hardware.	el
heal.advisorName	Παπαλάμπρου, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Παπαδόπουλος, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Γκίνης, Αλέξανδρος	el
heal.academicPublisher	Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	109
heal.fullTextAvailability	true