Basit öğe kaydını göster

dc.contributor.advisorEfe, Mehmet Önder
dc.contributor.authorSonyıldırım Yılmaz, İpek Cemre
dc.date.accessioned2025-03-03T10:33:04Z
dc.date.issued2025
dc.date.submitted2025-01-10
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11655/36598
dc.description.abstractThe primary goal of this thesis is to estimate the mass of objects using 2D images. Although mass estimation was initially the primary goal, the scope was narrowed to "volume estimation from 2D images" by assuming that density is constant and normalized to one throughout the study, and the thesis's objective evolved to estimating object volumes using 2D images. This thesis addresses two critical and interconnected computer vision problems by presenting a comprehensive framework for depth map and volume estimation from 2D images. Depth maps provide a dense representation of geometric information, which is critical for a variety of applications including robotics, augmented reality, and 3D reconstruction. Furthermore, volume estimation has substantial implications for medical imaging, manufacturing, and environmental monitoring. The proposed methodology estimates accurate depth maps while also incorporating advanced feature extraction techniques to estimate object volumes with high precision. The methodology combines traditional image processing and advanced machine learning methods. To capture complex spatial and contextual information, "U-Net Based Convolutional Neural Network" architecture trained on the NYU Depth V2 dataset is used to estimate depth maps. These depth maps are then processed with feature extraction methods like ORB (Oriented FAST and Rotated BRIEF) and HOG (Histogram of Oriented Gradients) to produce robust and understandable feature sets for volume estimation. To improve model performance, data imbalance is addressed with the Synthetic Minority Oversampling Technique for Gaussian Noisy Regression (SMOGN), and feature attention mechanisms are integrated with CBAM to enhance feature extraction. Volume estimation is performed using regression models such as LightGBM, CatBoost, and XGBoost, and also with ensemble methods such as stacking, voting, bagging, and boosting. These ensemble methods aim to improve prediction accuracy. Furthermore, outlier detection techniques such as Isolation Forest and KMeans clustering are used to improve data integrity and enable the construction of specific models for different data segments. Experimental results show major improvements in prediction accuracy across metrics including Mean Square Error (MSE), Mean Absolute Error (MAE), and R-squared scores. The integration of SMOGN with ensemble methods for data balancing dramatically enhances prediction performance. The proposed hybrid framework not only outperforms others in volume prediction, but it also provides an effective strategy for managing data imbalance and ensuring model generalizability across diverse datasets. This research's results underscore the significance of adapting models according to particular data features and dealing with dataset imbalances. This framework establishes a strong foundation for future research in domain adaptation, transfer learning, and real-time application development, and it expands its effect beyond the limits of current research to real-world applications.tr_TR
dc.language.isoentr_TR
dc.publisherFen Bilimleri Enstitüsütr_TR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccesstr_TR
dc.subject3D Object Reconstructiontr_TR
dc.subjectTransfer Learning and Domain Adaptation
dc.subjectKMeans Robust Volume Prediction Framework,
dc.subjectIsolation Forest
dc.subjectOutlier Detection Techniques
dc.subjectData Imbalance Handling
dc.subjectAttention Mechanisms (CBAM)
dc.subjectMachine Learning Ensemble Methods
dc.subjectComputerVision Applications
dc.subjectSynthetic Minority Oversampling Technique for Gaussian Noisy Regression (SMOGN)
dc.subjectFeature Extraction with ORB and HOG
dc.subjectRegression Models for Volume Estimation
dc.subjectU-Net Convolutional Neural Network
dc.subjectDeep Learning for Depth Estimation
dc.subjectDepth Map Prediction
dc.subjectVolume Estimation from 2D Images
dc.subjectMass Prediction
dc.titleMass Predıctıon From 2D Imagestr_TR
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesistr_TR
dc.description.ozetBu tezin temel amacı, nesnelerin kütlesini 2 boyutlu görüntülerden tahmin etmektir. Başlangıçta kütle tahmini ana amaç olsa da, çalışma boyunca yoğunluğun sabit ve bire normalize edilmiş olduğu varsayılarak kapsam "2 boyutlu görüntülerden hacim tahmini" olarak daraltılmış ve tezin amacı iki boyutlu görüntüler kullanarak nesne hacimlerini tahmin etmeye doğru evrilmiştir. Bu tez, bilgisayar görüşündeki iki kritik ve birbirine bağlı sorunu ele alarak, 2 boyutlu görüntülerden derinlik haritası tahmini ve hacim tahmini için kapsamlı bir çerçeve sunmaktadır. Derinlik haritaları, robotik, artırılmış gerçeklik ve 3 boyutlu yeniden yapılandırma gibi çeşitli uygulamalar için temel olan geometrik bilgilerin yoğun bir temsilini sağlar. Ayrıca, hacim tahmininin tıbbi görüntüleme, üretim ve çevresel izleme gibi alanlarda önemli etkileri vardır. Önerilen metodoloji yalnızca doğru derinlik haritalarını tahmin etmekle kalmaz, aynı zamanda nesne hacimlerini yüksek hassasiyetle tahmin etmek için gelişmiş özellik çıkarma tekniklerini de entegre eder. Metodoloji, klasik görüntü işlemeyi gelişmiş makine öğrenimi teknikleriyle birleştirir. Karmaşık mekansal ve bağlamsal bilgileri yakalamak için, derinlik haritası tahmini için NYU Depth V2 veri kümesi üzerinde eğitilmiş U-Net tabanlı bir mimari kullanılır. Bu derinlik haritaları, hacim tahmini için sağlam ve yorumlanabilir özellik kümeleri oluşturmak üzere ORB (Yönlendirilmiş HIZLI ve Döndürülmüş BRIEF) ve HOG (Yönlendirilmiş Gradyanların Histogramı) gibi özellik çıkarma yöntemleriyle daha fazla işlenir. Model performansını artırmak için, veri dengesizliği Gauss Gürültülü Regresyon için Sentetik Azınlık Aşırı Örnekleme Tekniği (SMOGN) kullanılarak ele alınır ve özellik çıkarmayı daha da iyileştirmek için özellik dikkat mekanizmaları CBAM kullanılarak entegre edilir. Hacim tahmini için, Yığınlama, Oylama, Torbalama ve artırma gibi topluluk yöntemleriyle birlikte LightGBM, CatBoost ve XGBoost gibi çeşitli regresyon modelleri kullanılır. Bu topluluk yöntemleri, tahmin doğruluğunu artırmak için tasarlanmıştır. Ek olarak, İzolasyon Ormanı ve KMeans kümelemesi gibi aykırı değer tespit teknikleri, veri bütünlüğünü geliştirmek için kullanılır ve farklı veri segmentleri için özel modeller oluşturulmasına olanak tanır. Deneysel değerlendirmeler, Ortalama Karesel Hata (MSE), Ortalama Mutlak Hata (MAE) ve R-kare puanları gibi metrikler arasında tahmin doğruluğunda önemli iyileştirmeler olduğunu göstermektedir. SMOGN'yi veri dengeleme için topluluk yöntemleriyle entegre etmek, tahmin performansını önemli ölçüde artırır. Önerilen hibrit çerçeve, yalnızca hacim tahmininde üstün sonuçlar elde etmekle kalmaz, aynı zamanda veri dengesizliğini yönetmek ve çeşitli veri kümeleri arasında model genelleştirilebilirliğini sağlamak için sağlam bir yaklaşım sunar. Bu araştırmadan elde edilen bulgular, veri kümesi dengesizliklerini ele almanın ve modelleri belirli veri özelliklerine göre uyarlamanın önemini vurgulamaktadır. Bu çerçeve, alan uyarlaması, transfer öğrenimi ve gerçek zamanlı uygulama geliştirmede gelecekteki keşifler için bir temel oluşturur ve etkisini mevcut araştırma sınırlarının ötesine, gerçek dünya uygulamalarına kadar genişletir.tr_TR
dc.contributor.departmentBilgisayar Mühendisliğitr_TR
dc.embargo.terms6 aytr_TR
dc.embargo.lift2025-07-14T10:33:04Z
dc.fundingYoktr_TR


Bu öğenin dosyaları:

Bu öğe aşağıdaki koleksiyon(lar)da görünmektedir.

Basit öğe kaydını göster