A Super-Learner Ensemble of Deep Networks for Vehicle-Type Classification
Description
Automatic vehicle-type classification plays an imperative role in the development of efficient Intelligent Transportation Systems (ITS).In this paper, a super-learner ensemble is proposed for the vehicle-type classification problem.A densely connected single-split super learner is utilized to exploit the strengths and diminish the weaknesses of the individual base learners ResNet50, Xception, and DenseNet.The super learner aims to learn fusion weights in a data-adaptive manner to obtain the optimal combination of the base learners.The proposed method is simple, robust, and enhances the discrimination capabilities among the similarly-looking classes without requiring any hand-crafted features or logical reasoning.The proposed method is evaluated using two of the most challenging publicly available traffic surveillance datasets: the MIOvision Traffic Camera Dataset (MIO-TCD) and the Beijing Institute of Technology's (BIT) vehicle classification dataset.Three variants of the super learner ensemble: RXD-CV-CW, RXD-CV-CW-NCW and Augmented-RXD, were examined on the MIO-TCD dataset with variations in applying class weights and data augmentation during training.RXD-CV-CW-NCW and Augmented-RXD share the third place among the published state-of-the-art methods reported in the MIO-TCD classification challenge.Augmented-RXD generalizes to the classes in common between the two datasets without degrading its performance on the MIO-TCD dataset.Both variants achieved an overall accuracy of 97.94%, and a Cohen Kappa score of 96.78%.In addition, the super-learner variants that we trained on the BIT-Vehicle dataset images achieved overall accuracies of up to 97.62%.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
يلعب التصنيف التلقائي لنوع السيارة دورًا حتميًا في تطوير أنظمة النقل الذكية الفعالة (ITS). في هذه الورقة، يتم اقتراح مجموعة فائقة التعلم لمشكلة تصنيف نوع السيارة. يتم استخدام المتعلم الفائق أحادي الانقسام المتصل بكثافة لاستغلال نقاط القوة وتقليل نقاط الضعف لدى المتعلمين الأساسيين الفرديين ResNet50 و Xception و DenseNet. يهدف المتعلم الفائق إلى تعلم أوزان الاندماج بطريقة تتكيف مع البيانات للحصول على المزيج الأمثل للمتعلمين الأساسيين. الطريقة المقترحة بسيطة وقوية، ويعزز قدرات التمييز بين الفئات ذات المظهر المماثل دون الحاجة إلى أي ميزات مصنوعة يدويًا أو التفكير المنطقي. تم تقييم الطريقة المقترحة باستخدام مجموعتي بيانات مراقبة حركة المرور الأكثر تحديًا المتاحة للجمهور: مجموعة بيانات كاميرا MIOvision المرورية (MIO - TCD) ومجموعة بيانات تصنيف المركبات (BIT) لمعهد بكين للتكنولوجيا. ثلاثة متغيرات من مجموعة المتعلم الفائق: RXD - CV - CW و RXD - CV - CW - NCW و Augmented - RXD، تم فحصها في مجموعة بيانات MIO - TCD مع وجود اختلافات في تطبيق أوزان الفصل وزيادة البيانات أثناء التدريب. RXD - CV - CW - NCW و Augmented - RXD تشترك في المركز الثالث بين أحدث الأساليب المنشورة المبلغ عنها في تحدي تصنيف MIO - TCD. يعمم على الفئات المشتركة بين مجموعتي البيانات دون تدهور أدائها على مجموعة بيانات MIO - TCD. حقق كلا المتغيرين دقة إجمالية بلغت 97.94 ٪، ودرجة كوهين كابا 96.78 ٪. بالإضافة إلى ذلك، حققت متغيرات المتعلم الفائق التي تدربنا عليها على صور مجموعة بيانات BIT - Vehicle دقة إجمالية تصل إلى 97.62 ٪.Translated Description (French)
La classification automatique du type de véhicule joue un rôle impératif dans le développement de systèmes de transport intelligents (STI) efficaces. Dans cet article, un ensemble de superapprenants est proposé pour le problème de classification du type de véhicule. Un superapprenant à division unique densément connecté est utilisé pour exploiter les forces et diminuer les faiblesses des apprenants de base individuels ResNet50, Xception et DenseNet. Le superapprenant vise à apprendre les poids de fusion de manière adaptative aux données pour obtenir la combinaison optimale des apprenants de base. La méthode proposée est simple, robuste, et améliore les capacités de discrimination entre les classes d'apparence similaire sans nécessiter de caractéristiques artisanales ou de raisonnement logique. La méthode proposée est évaluée à l'aide de deux des ensembles de données de surveillance du trafic les plus difficiles accessibles au public : l'ensemble de données MIOvision Traffic Camera (MIO-TCD) et l'ensemble de données de classification des véhicules du Beijing Institute of Technology (BIT). Trois variantes de l'ensemble super-apprenant : RXD-CV-CW, RXD-CV-CW-NCW et Augmented-RXD, ont été examinées sur l'ensemble de données MIO-TCD avec des variations dans l'application des poids de classe et l'augmentation des données pendant la formation. RXD-CV-CW-NCW et Augmented-RXD se partagent la troisième place parmi les méthodes de pointe publiées signalées dans le défi de classification MIO-TCD. se généralise aux classes en commun entre les deux ensembles de données sans dégrader ses performances sur l'ensemble de données MIO-TCD. Les deux variantes ont atteint une précision globale de 97,94 % et un score Cohen Kappa de 96,78 %. En outre, les variantes super-apprenantes que nous avons formées sur les images de l'ensemble de données BIT-Véhicule ont atteint des précisions globales allant jusqu'à 97,62 %.Translated Description (Spanish)
La clasificación automática del tipo de vehículo desempeña un papel imperativo en el desarrollo de sistemas de transporte inteligentes (ITS) eficientes. En este documento, se propone un conjunto de superaprendices para el problema de clasificación del tipo de vehículo. Un superaprendiz de división única densamente conectado se utiliza para explotar las fortalezas y disminuir las debilidades de los estudiantes base individuales ResNet50, Xception y DenseNet. El superaprendiz tiene como objetivo aprender los pesos de fusión de una manera adaptativa a los datos para obtener la combinación óptima de los estudiantes base. El método propuesto es simple, robusto, y mejora las capacidades de discriminación entre las clases de aspecto similar sin requerir ninguna característica artesanal o razonamiento lógico. El método propuesto se evalúa utilizando dos de los conjuntos de datos de vigilancia del tráfico más desafiantes disponibles públicamente: el conjunto de datos de la cámara de tráfico MIOvision (MIO-TCD) y el conjunto de datos de clasificación de vehículos del Instituto de Tecnología de Beijing (BIT). Tres variantes del conjunto de superalumnos: RXD-CV-CW, RXD-CV-CW-NCW y Augmented-RXD, se examinaron en el conjunto de datos MIO-TCD con variaciones en la aplicación de pesos de clase y aumento de datos durante el entrenamiento. RXD-CV-CW-NCW y Augmented-RXD comparten el tercer lugar entre los métodos de vanguardia publicados informados en el desafío de clasificación MIO-TCD. Augmented-RXD se generaliza a las clases en común entre los dos conjuntos de datos sin degradar su rendimiento en el conjunto de datos MIO-TCD. Ambas variantes lograron una precisión general de 97.94% y una puntuación de Cohen Kappa de 96.78%. Además, las variantes de superaprendizaje que entrenamos en las imágenes del conjunto de datos BIT-Vehicle lograron precisiones generales de hasta 97.62%.Files
      
        09099523.pdf.pdf
        
      
    
    
      
        Files
         (245 Bytes)
        
      
    
    | Name | Size | Download all | 
|---|---|---|
| 
          
          md5:b63f9583b0176483753a52407b88a912
           | 
        
        245 Bytes | Preview Download | 
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
 - مجموعة فائقة التعلم من الشبكات العميقة لتصنيف نوع المركبة
 - Translated title (French)
 - Un ensemble de super-apprentissage de réseaux profonds pour la classification de type de véhicule
 - Translated title (Spanish)
 - Un conjunto de superaprendices de redes profundas para la clasificación de tipo de vehículo
 
Identifiers
- Other
 - https://openalex.org/W3030880047
 - DOI
 - 10.1109/access.2020.2997286
 
            
              References
            
          
        - https://openalex.org/W1958236864
 - https://openalex.org/W2031031248
 - https://openalex.org/W2041908120
 - https://openalex.org/W2045721916
 - https://openalex.org/W2053154970
 - https://openalex.org/W2091314883
 - https://openalex.org/W2104896032
 - https://openalex.org/W2117539524
 - https://openalex.org/W2138011018
 - https://openalex.org/W2144426297
 - https://openalex.org/W2150066425
 - https://openalex.org/W2150765167
 - https://openalex.org/W2151161781
 - https://openalex.org/W2183341477
 - https://openalex.org/W2340897893
 - https://openalex.org/W2460615870
 - https://openalex.org/W2479866714
 - https://openalex.org/W2567256304
 - https://openalex.org/W2576202671
 - https://openalex.org/W2607306668
 - https://openalex.org/W2736322557
 - https://openalex.org/W2736691214
 - https://openalex.org/W2737848625
 - https://openalex.org/W2739174796
 - https://openalex.org/W2750936674
 - https://openalex.org/W2775018596
 - https://openalex.org/W2792035262
 - https://openalex.org/W2805649337
 - https://openalex.org/W28412257
 - https://openalex.org/W2880490707
 - https://openalex.org/W2887374115
 - https://openalex.org/W4233056867
 - https://openalex.org/W4246259708