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Anomaly Detection on the Rail Lines Using Semantic Segmentation and Self-supervised Learning

Jahan, Kanwal und Umesh, Jeethesh Pai und Roth, Michael (2021) Anomaly Detection on the Rail Lines Using Semantic Segmentation and Self-supervised Learning. In: 2021 IEEE Symposium Series on Computational Intelligence, SSCI 2021. IEEE. IEEE Symposium Series on Computational Intelligence (IEEE SSCI 2021), 2021-12-04 - 2021-12-07, USA. doi: 10.1109/SSCI50451.2021.9659920. ISBN 978-1-7281-9048-8.

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Kurzfassung

This paper introduces a novel application of anomaly detection on the rail lines using deep learning methods on camera data. We propose a two-fold approach for identifying irregularities like coal, dirt, and obstacles on the rail tracks. In the first stage, a binary semantic segmentation is performed to extract only the rails from the background. In the second stage, we deploy our proposed autoencoder utilizing the self-supervised learning techniques to address the unavailability of labelled anomalies. The extracted rails from stage one are divided into multiple patches and are fed to the autoencoder, which is trained to reconstruct the non-anomalous data only. Hence, during the inference, the regeneration of images with any abnormalities produces a larger reconstruction error. Applying a predefined threshold to the reconstruction errors can detect an anomaly on a rail track. Stage one, rail extracting network achieves a high value of 52:78% mean Intersection over Union (mIoU). The second stage autoencoder network converges well on the training data. Finally, we evaluate our two-fold approach on real scenario test images, no false positives or false negative

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/144681/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Anomaly Detection on the Rail Lines Using Semantic Segmentation and Self-supervised Learning
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Jahan, KanwalKanwal.Jahan (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0000-6977-239XNICHT SPEZIFIZIERT
Umesh, Jeethesh Paiumesh.jeethesh (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Roth, MichaelM.Roth (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4812-346XNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2021
Erschienen in:2021 IEEE Symposium Series on Computational Intelligence, SSCI 2021
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/SSCI50451.2021.9659920
Verlag:IEEE
ISBN:978-1-7281-9048-8
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Semantic segmentation, self-supervised learning, autoencoders, deep learning, mIoU, UNet, a
Veranstaltungstitel:IEEE Symposium Series on Computational Intelligence (IEEE SSCI 2021)
Veranstaltungsort:USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:4 Dezember 2021
Veranstaltungsende:7 Dezember 2021
Veranstalter :IEEE
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HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Schienenverkehr
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V SC Schienenverkehr
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - Digitalisierung und Automatisierung des Bahnsystems (alt)
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Verkehrssystemtechnik > Informationsgewinnung und Modellierung, BS
Hinterlegt von: Jahan, Kanwal
Hinterlegt am:07 Jan 2022 08:42
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:44

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