More cables will be installed owing to setting up more radio towers when it comes to 5G. However, a large proportion of radio units are constructed high in the open space, which makes it difficult for human technicians to maintain the systems. Under these circumstances, automatic detections of errors among radio cabinets are crucial. Cables and connectors are usually covered with weatherproofing tapes, and one of the most common problems is that the tapes are not closely rounded on the cables and connectors. This makes the tape go out of the cable and look like a waving flag, which may seriously damage the radio systems. The thesis aims at detecting this flagging-tape and addressing the issues. This thesis experiments two methods for object detection, the convolutional neural network as well as the OpenCV and image processing. The former uses YOLO (You Only Look Once) network for training and testing, while in the latter method, the connected component method is applied for the detection of big objects like the cables and line segment detector is responsible for the flagging-tape boundary extraction. Multiple parameters, structurally and functionally unique, were developed to find the most suitable way to meet the requirement. Furthermore, precision and recall are used to evaluate the performance of the system output quality, and in order to improve the requirements, larger experiments were performed using different parameters. The results show that the best way of detecting faulty weatherproofing is with the image processing method by which the recall is 71% and the precision reaches 60%. This method shows better performance than YOLO dealing with flagging-tape detection. The method shows the great potential of this kind of object detection, and a detailed discussion regarding the limitation is also presented in the thesis. / Fler kablar kommer att installeras på grund av installation av fler radiotorn när det gäller 5G. En stor del av radioenheterna är dock konstruerade högt i det öppna utrymmet, vilket gör det svårt för mänskliga tekniker att underhålla systemen. Under dessa omständigheter är automatiska upptäckter av fel bland radioskåp avgörande. Kablar och kontakter täcks vanligtvis med väderbeständiga band, och ett av de vanligaste problemen är att banden inte är rundade på kablarna och kontakterna. Detta gör att tejpen går ur kabeln och ser ut som en viftande flagga, vilket allvarligt kan skada radiosystemen. Avhandlingen syftar till att upptäcka detta flaggband och ta itu med frågorna. Den här avhandlingen experimenterar två metoder för objektdetektering, det invändiga neurala nätverket såväl som OpenCV och bildbehandling. Den förstnämnda använder YOLO (You Only Look Once) nätverk för träning och testning, medan i den senare metoden används den anslutna komponentmetoden för detektering av stora föremål som kablarna och linjesegmentdetektorn är ansvarig för utvinning av bandbandgränsen. Flera parametrar, strukturellt och funktionellt unika, utvecklades för att hitta det mest lämpliga sättet att uppfylla kravet. Dessutom används precision och återkallande för att utvärdera prestandan för systemutgångskvaliteten, och för att förbättra kraven utfördes större experiment med olika parametrar. Resultaten visar att det bästa sättet att upptäcka felaktigt väderbeständighet är med bildbehandlingsmetoden genom vilken återkallelsen är 71% och precisionen når 60%. Denna metod visar bättre prestanda än YOLO som hanterar markering av flaggband. Metoden visar den stora potentialen för denna typ av objektdetektering, och en detaljerad diskussion om begränsningen presenteras också i avhandlingen.

Ce mémoire de maîtrise présente une nouvelle approche non supervisée pour détecter et segmenter les régions urbaines dans les images hyperspectrales. La méthode proposée n ́ecessite trois étapes. Tout d’abord, afin de réduire le coût calculatoire de notre algorithme, une image couleur du contenu spectral est estimée. A cette fin, une étape de réduction de dimensionalité non-linéaire, basée sur deux critères complémentaires mais contradictoires de bonne visualisation; à savoir la précision et le contraste, est réalisée pour l’affichage couleur de chaque image hyperspectrale. Ensuite, pour discriminer les régions urbaines des régions non urbaines, la seconde étape consiste à extraire quelques caractéristiques discriminantes (et complémentaires) sur cette image hyperspectrale couleur. A cette fin, nous avons extrait une série de paramètres discriminants pour décrire les caractéristiques d’une zone urbaine, principalement composée d’objets manufacturés de formes simples g ́eométriques et régulières. Nous avons utilisé des caractéristiques texturales basées sur les niveaux de gris, la magnitude du gradient ou des paramètres issus de la matrice de co-occurrence combinés avec des caractéristiques structurelles basées sur l’orientation locale du gradient de l’image et la détection locale de segments de droites. Afin de réduire encore la complexité de calcul de notre approche et éviter le problème de la ”malédiction de la dimensionnalité” quand on décide de regrouper des données de dimensions élevées, nous avons décidé de classifier individuellement, dans la dernière étape, chaque caractéristique texturale ou structurelle avec une simple procédure de K-moyennes et ensuite de combiner ces segmentations grossières, obtenues à faible coût, avec un modèle efficace de fusion de cartes de segmentations. Les expérimentations données dans ce rapport montrent que cette stratégie est efficace visuellement et se compare favorablement aux autres méthodes de détection et segmentation de zones urbaines à partir d’images hyperspectrales. / This master’s thesis presents a new approach to urban area detection and segmentation in hyperspectral images. The proposed method relies on a three-step procedure. First, in order to decrease the computational complexity, an informative three-colour composite image, minimizing as much as possible the loss of information of the spectral content, is computed. To this end, a non-linear dimensionality reduction step, based on two complementary but contradictory criteria of good visualization, namely accuracy and contrast, is achieved for the colour display of each hyperspectral image. In order to discriminate between urban and non-urban areas, the second step consists of extracting some complementary and discriminant features on the resulting (three-band) colour hyperspectral image. To attain this goal, we have extracted a set of features relevant to the description of different aspects of urban areas, which are mainly composed of man-made objects with regular or simple geometrical shapes. We have used simple textural features based on grey-levels, gradient magnitude or grey-level co-occurence matrix statistical parameters combined with structural features based on gradient orientation, and straight segment detection. In order to also reduce the computational complexity and to avoid the so-called “curse of dimensionality” when clustering high-dimensional data, we decided, in the final third step, to classify each individual feature (by a simple K-means clustering procedure) and to combine these multiple low-cost and rough image segmentation results with an efficient fusion model of segmentation maps. The experiments reported in this report demonstrate that the proposed segmentation method is efficient in terms of visual evaluation and performs well compared to existing and automatic detection and segmentation methods of urban areas from hyperspectral images.

Ce mémoire de maîtrise présente une nouvelle approche non supervisée pour détecter et segmenter les régions urbaines dans les images hyperspectrales. La méthode proposée n ́ecessite trois étapes. Tout d’abord, afin de réduire le coût calculatoire de notre algorithme, une image couleur du contenu spectral est estimée. A cette fin, une étape de réduction de dimensionalité non-linéaire, basée sur deux critères complémentaires mais contradictoires de bonne visualisation; à savoir la précision et le contraste, est réalisée pour l’affichage couleur de chaque image hyperspectrale. Ensuite, pour discriminer les régions urbaines des régions non urbaines, la seconde étape consiste à extraire quelques caractéristiques discriminantes (et complémentaires) sur cette image hyperspectrale couleur. A cette fin, nous avons extrait une série de paramètres discriminants pour décrire les caractéristiques d’une zone urbaine, principalement composée d’objets manufacturés de formes simples g ́eométriques et régulières. Nous avons utilisé des caractéristiques texturales basées sur les niveaux de gris, la magnitude du gradient ou des paramètres issus de la matrice de co-occurrence combinés avec des caractéristiques structurelles basées sur l’orientation locale du gradient de l’image et la détection locale de segments de droites. Afin de réduire encore la complexité de calcul de notre approche et éviter le problème de la ”malédiction de la dimensionnalité” quand on décide de regrouper des données de dimensions élevées, nous avons décidé de classifier individuellement, dans la dernière étape, chaque caractéristique texturale ou structurelle avec une simple procédure de K-moyennes et ensuite de combiner ces segmentations grossières, obtenues à faible coût, avec un modèle efficace de fusion de cartes de segmentations. Les expérimentations données dans ce rapport montrent que cette stratégie est efficace visuellement et se compare favorablement aux autres méthodes de détection et segmentation de zones urbaines à partir d’images hyperspectrales. / This master’s thesis presents a new approach to urban area detection and segmentation in hyperspectral images. The proposed method relies on a three-step procedure. First, in order to decrease the computational complexity, an informative three-colour composite image, minimizing as much as possible the loss of information of the spectral content, is computed. To this end, a non-linear dimensionality reduction step, based on two complementary but contradictory criteria of good visualization, namely accuracy and contrast, is achieved for the colour display of each hyperspectral image. In order to discriminate between urban and non-urban areas, the second step consists of extracting some complementary and discriminant features on the resulting (three-band) colour hyperspectral image. To attain this goal, we have extracted a set of features relevant to the description of different aspects of urban areas, which are mainly composed of man-made objects with regular or simple geometrical shapes. We have used simple textural features based on grey-levels, gradient magnitude or grey-level co-occurence matrix statistical parameters combined with structural features based on gradient orientation, and straight segment detection. In order to also reduce the computational complexity and to avoid the so-called “curse of dimensionality” when clustering high-dimensional data, we decided, in the final third step, to classify each individual feature (by a simple K-means clustering procedure) and to combine these multiple low-cost and rough image segmentation results with an efficient fusion model of segmentation maps. The experiments reported in this report demonstrate that the proposed segmentation method is efficient in terms of visual evaluation and performs well compared to existing and automatic detection and segmentation methods of urban areas from hyperspectral images.