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Erkennung und Klassifizierung elektronischer Mobilgeräte sowie der darin enthaltenen Batterien auf X Ray Aufnahmen mittels Transfer Learning

  • Mit dem wachsenden Konsum elektronischer Mobilgeräte steigen auch die Gefahrenpotenziale, welche aus den in ihnen enthaltenen Lithium-Ionen-Batterien resultieren. Ob bei der Sortierung von Batterien in Recyclinghöfen, oder bei Sicherheitskontrollen an Flughäfen: Die Nachfrage der autonomen Erkennung von Batterien in elektronischem Müll oder Gepäck der Passagiere steigt. In der vorliegenden Bachelorarbeit wird deshalb der aktuelle Stand der Technik folgender Thematik dargelegt: Erkennung und Klassifizierung elektronischer Mobilgeräte sowie der darin enthaltenen Batterien auf X-Ray-Aufnahmen mittels Transfer Learning. Zunächst wird dabei auf die aktuellen Möglichkeiten im Bereich Machine Learning, sowie letzte Veröffentlichungen bzgl. ähnlicher Thematik eingegangen. Um den Stand der Technik zu verbessern, werden daraufhin mehrere Versuche mit dem aktuell präzisesten Machine-Learning-Modell zur Echtzeit-Objekterkennung „YOLOv5“ und einem umfassenden Datensatz namens „HiXray“ durchgeführt. Der Gebrauch vom Konzept Transfer Learning und dessen Effekt auf die Versuchsreihe wird im Laufe der Arbeit immer wieder angeschnitten. Die Ergebnisse des Experiments zeigen: Mit YOLOv5 ist zwar noch keine vollständig autonome Erkennung elektronischer Mobilgeräte und derer Batterien auf X-Ray-Aufnahmen möglich, jedoch konnte unter Nutzung von Transfer Learning der Stand der Technik verbessert werden. Weitere Forschung in diesem Bereich könnten diese aber bereits in naher Zukunft ermöglichen, wodurch Sicherheitsrisiken minimiert und diverse Prozesse an Sicherheitskontrollen oder Recyclinghöfen automatisiert werden könnten. Schlagwörter: Objekterkennung, X-Ray, Mobilgeräte, Lithium-Ionen-Batterie, Transfer Learning, Recycling, Sicherheit, YOLOv5
  • With the increasing need for mobile devices, the autonomous detection of Lithium-Ion batteries gets more important with respect to recycling processes or airport security. The following work deals with the current state of the art of the topic: Detection and classification of electronic devices and their batteries on X-Ray images using Transfer Learning. After exposing current opportunities and papers about this topic, the goal is to improve the state of the art using the object detection model “YOLOv5” and a rele-vant dataset called “HiXray”. The results show that the state of the art can be sur-passed while taking advantage of the benefits of Transfer Learning. Upcoming work may lead to an autonomous detection of electronic devices and Lithium-Ion batteries on X-Ray images. Keywords: object detection, X-Ray, mobile devices, battery, Transfer Learning

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Metadaten
Author:David Rohrschneider
URN:urn:nbn:de:hbz:1393-opus4-7744
Document Type:Bachelor Thesis
Language:German
Year of Completion:2022
Date of final exam:2022/07/13
Release Date:2022/08/03
Page Number:84
Institutes:Fachbereich 1 - Institut Informatik
DDC class:300 Sozialwissenschaften / 330 Wirtschaft
Licence (German):License LogoNo Creative Commons