Published January 1, 2019 | Version v1
Publication Open

Classification of Degraded Traffic Signs Using Flexible Mixture Model and Transfer Learning

  • 1. University of Engineering and Technology Lahore

Description

Automatic detection and recognition of traffic signs is a topic of research for various applications like driver assistance, inventory management and autonomous driving.Poorly maintained traffic signs degrade by losing their colors or some part is weird due to aging and hence making the task more challenging.The problem is mainly related to the developing world and has gained less attention in the literature on automatic traffic sign detection and recognition.To handle the degradation issue, we present a novel flexible Gaussian mixture model based technique with automatic split and merge strategy.This adaptive scheme works as a preprocessing step which facilitates locating traffic signs under a certain degree of degradation in a real world scenario.A multiscale convolutional neural network augmented with dimensionality reduction layer is proposed to recognize contents of the sign.Since, there is no available benchmark dataset for this purpose, we collected a number of images containing partially degraded signs from the famous German Traffic Sign Detection Benchmark (GTSDB) and augmented it with manually and naturally degraded traffic sign images taken from the longest highway in the country of authors' residence.Experimental results show that our proposed technique outperforms many state of the art and recent methods for detection and recognition of degraded traffic signs.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يعد الكشف التلقائي عن إشارات المرور والتعرف عليها موضوعًا للبحث في تطبيقات مختلفة مثل مساعدة السائق وإدارة المخزون والقيادة الذاتية. تتحلل إشارات المرور التي يتم الحفاظ عليها بشكل سيئ بفقدان ألوانها أو جزء منها غريب بسبب الشيخوخة وبالتالي جعل المهمة أكثر صعوبة. ترتبط المشكلة بشكل أساسي بالعالم النامي واكتسبت اهتمامًا أقل في الأدبيات المتعلقة بالكشف التلقائي عن إشارات المرور والتعرف عليها. للتعامل مع مشكلة التدهور، نقدم تقنية جديدة مرنة قائمة على نموذج الخليط الغاوسي مع استراتيجية تقسيم ودمج تلقائية. يعمل هذا المخطط التكيفي كخطوة معالجة مسبقة تسهل تحديد علامات المرور تحت درجة معينة من التدهور في سيناريو العالم الحقيقي. يتم اقتراح شبكة عصبية التفافية متعددة المقاييس معززة بطبقة تقليل الأبعاد للتعرف على محتويات العلامة. نظرًا لعدم وجود مجموعة بيانات مرجعية متاحة لهذا الغرض، فقد جمعنا عددًا من الصور التي تحتوي على علامات متدهورة جزئيًا من معيار الكشف عن إشارات المرور الألماني الشهير (GTSDB) وقمنا بزيادة ذلك بصور إشارة المرور المتدهورة يدويًا وطبيعيًا مأخوذة من أطول طريق سريع في بلد إقامة المؤلفين. تظهر النتائج التجريبية أن تقنيتنا المقترحة تتفوق على العديد من الأساليب الحديثة للكشف عن علامات المرور المتدهورة والتعرف عليها.

Translated Description (French)

La détection et la reconnaissance automatiques des panneaux de signalisation sont un sujet de recherche pour diverses applications telles que l'assistance au conducteur, la gestion des stocks et la conduite autonome. Les panneaux de signalisation mal entretenus se dégradent en perdant leurs couleurs ou une partie est étrange en raison du vieillissement et rend donc la tâche plus difficile. Le problème est principalement lié au monde en développement et a attiré moins d'attention dans la littérature sur la détection et la reconnaissance automatiques des panneaux de signalisation. Pour gérer le problème de dégradation, nous présentons une nouvelle technique flexible basée sur un modèle de mélange gaussien avec une stratégie de scission et de fusion automatique.Ce schéma adaptatif fonctionne comme une étape de prétraitement qui facilite la localisation des panneaux de signalisation sous un certain degré de dégradation dans un scénario du monde réel.Un réseau neuronal convolutif multi-échelle augmenté d'une couche de réduction de dimensionnalité est proposé pour reconnaître le contenu du panneau.Comme il n'y a pas d'ensemble de données de référence disponible à cet effet, nous avons collecté un certain nombre d'images contenant des panneaux partiellement dégradés à partir du célèbre repère allemand de détection des panneaux de signalisation (GTSDB) et l'avons augmenté avec des images de panneaux de signalisation dégradées manuellement et naturellement prises à partir du l'autoroute la plus longue du pays de résidence des auteurs. Les résultats expérimentaux montrent que notre technique proposée surpasse de nombreuses méthodes de pointe et récentes pour la détection et la reconnaissance des panneaux de signalisation dégradés.

Translated Description (Spanish)

La detección y el reconocimiento automáticos de las señales de tráfico es un tema de investigación para diversas aplicaciones, como la asistencia al conductor, la gestión de inventario y la conducción autónoma. Las señales de tráfico mal mantenidas se degradan al perder sus colores o alguna parte es extraña debido al envejecimiento y, por lo tanto, hace que la tarea sea más desafiante. El problema está relacionado principalmente con el mundo en desarrollo y ha ganado menos atención en la literatura sobre detección y reconocimiento automático de señales de tráfico. Para manejar el problema de la degradación, presentamos una novedosa técnica basada en un modelo de mezcla gaussiana flexible con estrategia automática de división y fusión. Este esquema adaptativo funciona como un paso de preprocesamiento que facilita la localización de señales de tráfico bajo un cierto grado de degradación en un escenario del mundo real. Se propone una red neuronal convolucional multiescala aumentada con una capa de reducción de dimensionalidad para reconocer el contenido de la señal. Dado que no hay un conjunto de datos de referencia disponible para este propósito, recopilamos una serie de imágenes que contienen señales parcialmente degradadas del famoso punto de referencia alemán de detección de señales de tráfico (GTSDB) y lo aumentamos con imágenes de señales de tráfico degradadas manual y naturalmente tomadas de la autopista más larga del país de residencia de los autores. Los resultados experimentales muestran que nuestra técnica propuesta supera a muchos métodos modernos y recientes para la detección y el reconocimiento de señales de tráfico degradadas.

Files

08866733.pdf.pdf

Files (245 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:a7422e0a1097debd1e4747763d24c6c6
245 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تصنيف إشارات المرور المتدهورة باستخدام نموذج الخليط المرن وتعلم النقل
Translated title (French)
Classification des panneaux de signalisation dégradés à l'aide d'un modèle de mélange flexible et d'un apprentissage par transfert
Translated title (Spanish)
Clasificación de señales de tráfico degradadas utilizando un modelo de mezcla flexible y aprendizaje de transferencia

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2979503379
DOI
10.1109/access.2019.2947069

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1978736542
  • https://openalex.org/W2002427601
  • https://openalex.org/W2005205861
  • https://openalex.org/W2010560725
  • https://openalex.org/W2046812143
  • https://openalex.org/W2052533453
  • https://openalex.org/W2052552570
  • https://openalex.org/W2072357813
  • https://openalex.org/W2074643422
  • https://openalex.org/W2076063813
  • https://openalex.org/W2116929232
  • https://openalex.org/W2126628495
  • https://openalex.org/W2131171972
  • https://openalex.org/W2134111570
  • https://openalex.org/W2138548210
  • https://openalex.org/W2143043751
  • https://openalex.org/W2147662716
  • https://openalex.org/W2148308609
  • https://openalex.org/W2150581781
  • https://openalex.org/W2153635508
  • https://openalex.org/W2161969291
  • https://openalex.org/W2162023503
  • https://openalex.org/W2163352848
  • https://openalex.org/W2168566301
  • https://openalex.org/W2170866695
  • https://openalex.org/W2276973678
  • https://openalex.org/W2279251979
  • https://openalex.org/W2283388449
  • https://openalex.org/W2336326323
  • https://openalex.org/W2404062328
  • https://openalex.org/W2472350142
  • https://openalex.org/W2480140235
  • https://openalex.org/W2580820276
  • https://openalex.org/W2594480829
  • https://openalex.org/W2599703310
  • https://openalex.org/W2788097838
  • https://openalex.org/W2905472886
  • https://openalex.org/W2910140383
  • https://openalex.org/W2919115004
  • https://openalex.org/W2942180685
  • https://openalex.org/W2943659362