dc.contributor.advisor | Abdikan, Saygın | |
dc.contributor.author | Sevgen, Eray | |
dc.date.accessioned | 2024-10-18T06:42:12Z | |
dc.date.issued | 2024-09 | |
dc.date.submitted | 2024-07-11 | |
dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/11655/35995 | |
dc.description.abstract | 3D point cloud classification is a crucial step in point cloud processing, as it serves as
the foundation for subsequent processes that rely on the classification results. With the
increasing volume of 3D point cloud data in recent years, the need for automation in 3D
point cloud classification has grown significantly. Automation is essential for reducing
errors, eliminating additional costs, and providing more robust processing pipelines. As
a result, automating 3D point cloud classification has become both a necessity and an
active area of research. Over the past decade, machine learning approaches have gained
popularity in nearly every field of science and engineering. Similarly, 3D point cloud
processing has also adopted machine learning methods. In recent years, studies on 3D
point cloud classification have largely focused on machine learning models. Among these,
neural networks, a subfield of machine learning, have emerged as a prominent approach,
especially deep learning models. In this thesis, 3D point cloud classification is first performed
using a recent state-of-the-art machine learning classifier. Then, manually extracted feature
sets are incorporated into deep learning models, and an additional neural network layer is
designed to process these features instead of directly feeding them to the model. Finally, a
global feature aggregation module is proposed to capture more contextual information and further improve the results. These three methods were trained and tested on several 3D point
cloud datasets: ISPRS3D, Paris-Rue-Cassette, Paris-Rue-Madame, H3D, and Toronto3D.
The datasets are publicly available and used in previous studies as a benchmark dataset.
The datasets have various different properties; three of them were collected using mobile
mapping systems, one using an airborne laser scanner, and another using an unmanned
aerial vehicle-borne laser system. The datasets vary in point densities and the number
of classes. According to the results obtained from each proposed models, all methods
achieved over 80.0% overall accuracy. Notably, the machine learning model produced
promising results, even competing with deep learning-based methods. Although deep
learning methods improved classification metrics, satisfactory results were achieved only in
large-scale datasets. With further refinements, both deep learning models have the potential
to make significant advancements, as indicated by recent literature. | tr_TR |
dc.language.iso | en | tr_TR |
dc.publisher | Fen Bilimleri Enstitüsü | tr_TR |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | tr_TR |
dc.subject | Point cloud | tr_TR |
dc.subject | Classification | |
dc.subject | Semantic segmentation | |
dc.subject | LiDAR | |
dc.subject | Deep learning | |
dc.subject | Machine learning | |
dc.title | Development of A Deep Learning Approach for 3Dimensional Point Cloud Classification | tr_TR |
dc.type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis | tr_TR |
dc.description.ozet | 3B nokta bulutu sınıflandırması, nokta bulutu işlemenin temel adımıdır ve sınıflandırma sonuçlarına bağlı olarak sonraki işlemlerin gerçekleştirildiği bir temel görevi görür. Son yıllarda 3B nokta bulutu verilerinin hacminin artmasıyla, 3B nokta bulutu sınıflandırmasında otomasyon ihtiyacı önemli ölçüde artmıştır. Otomasyon, hataların azaltılması, ek maliyetlerin ortadan kaldırılması ve daha sağlam işlem süreçlerinin sağlanması için gereklidir. Sonuç olarak, 3B nokta bulutu sınıflandırmasının otomatikleştirilmesi hem bir gereklilik hem de aktif bir araştırma alanı haline gelmiştir. Son on yılda, makine öğrenimi yaklaşımları neredeyse her bilim ve mühendislik alanında popülerlik kazanmıştır. Benzer şekilde, 3B nokta bulutu işlemleri de makine öğrenimi yöntemlerini benimsemiştir. Son yıllarda, 3B nokta bulutu sınıflandırması üzerine yapılan çalışmalar büyük ölçüde makine öğrenimi modellerine odaklanmıştır. Bu modeller arasında, makine öğreniminin bir alt dalı olan yapay sinir ağları, özellikle derin öğrenme modelleri, öne çıkmıştır. Bu tezde, öncelikle son teknoloji ürünü bir makine öğrenimi sınıflandırıcısı kullanılarak 3B nokta bulutu sınıflandırması gerçekleştirilmiştir. Ardından, manuel olarak çıkarılan özellik setleri derin öğrenme modellerine entegre edilmiş ve bu özellikleri doğrudan modele beslemek yerine işlemek için ek bir sinir ağı katmanı tasarlanmıştır. Son olarak, daha fazla bağlamsal bilgiyi yakalamak ve sonuçları daha da iyileştirmek için bir global özellik toplama modülü önerilmiştir. Bu üç yöntem, ISPRS3D, Paris-Rue-Cassette, Paris-Rue-Madame, H3D ve Toronto3D gibi birkaç 3B nokta bulutu veri seti üzerinde eğitilmiş ve test edilmiştir. Bu veri setleri, halka açık ve daha önceki çalışmalarda karşılaştırma veri seti olarak kullanılmıştır. Veri setleri, farklı özelliklere sahiptir; bunlardan üçü mobil haritalama sistemleri kullanılarak, biri hava tabanlı lazer tarayıcı kullanılarak, diğeri ise insansız hava aracı tabanlı lazer sistemi ile toplanmıştır. Veri setleri, nokta yoğunlukları ve sınıf sayıları açısından farklılık göstermektedir. Önerilen modellerden elde edilen sonuçlara göre, tüm yöntemler %80’in üzerinde genel doğruluğa ulaşmıştır. Özellikle, makine öğrenimi modeli, derin öğrenme tabanlı yöntemlerle bile rekabet edebilecek derecede umut verici sonuçlar vermiştir. Derin öğrenme yöntemleri sınıflandırma metriklerini iyileştirmiş olmasına rağmen, tatmin edici sonuçlar yalnızca büyük ölçekli veri setlerinde elde edilmiştir. Daha fazla iyileştirme ile her iki derin öğrenme modelinin de önemli ilerlemeler kaydetme potansiyeline sahip olduğu, güncel literatürde belirtilmektedir. | tr_TR |
dc.contributor.department | Geomatik Mühendisliği | tr_TR |
dc.embargo.terms | 6 ay | tr_TR |
dc.embargo.lift | 2025-03-17T06:42:12Z | |
dc.funding | Yok | tr_TR |