Autonomous-driving perception · CamVid semantic segmentationΑντίληψη αυτόνομης οδήγησης · Semantic segmentation στο CamVid

Semantic segmentation for road and dynamic object understanding

A research project on urban road-scene understanding, comparing CNN and transformer segmentation models under a safety-oriented 5-class label formulation.

Ερευνητικό έργο για κατανόηση αστικών σκηνών δρόμου, με σύγκριση CNN και transformer μοντέλων semantic segmentation σε safety-oriented διατύπωση 5 κλάσεων.

Research focusΕρευνητική εστίαση

The project studies how architecture choice, label-space design and loss weighting affect segmentation quality for safety-critical autonomous-driving categories.

Το έργο μελετά πώς η επιλογή αρχιτεκτονικής, η διαμόρφωση των κλάσεων και η στάθμιση της loss επηρεάζουν την ποιότητα segmentation σε κρίσιμες κατηγορίες αυτόνομης οδήγησης.

Dataset

CamVid

Benchmark road-scene dataset used for semantic segmentation experiments.

Benchmark dataset σκηνών δρόμου για πειράματα semantic segmentation.

Labels

5 safety classes

Background, road, sidewalk, vehicle and pedestrian.

Background, road, sidewalk, vehicle και pedestrian.

Models

CNNs + Transformer

U-Net, DeepLabV3+ and SegFormer are compared under the same task formulation.

Σύγκριση U-Net, DeepLabV3+ και SegFormer στην ίδια πειραματική διατύπωση.

MethodologyΜεθοδολογία

The workflow converts CamVid annotations into a compact safety-oriented label space, trains multiple segmentation architectures and evaluates both global and class-wise performance.

Η ροή εργασίας μετατρέπει τα CamVid annotations σε συμπαγές safety-oriented label space, εκπαιδεύει διαφορετικές αρχιτεκτονικές segmentation και αξιολογεί συνολική και ανά-κλάση απόδοση.

1
Dataset preparationΠροετοιμασία dataset

Resize images, map labels and prepare train/validation/test splits.

Resize εικόνων, αντιστοίχιση labels και προετοιμασία train/validation/test splits.

2
Model trainingΕκπαίδευση μοντέλων

Train U-Net, DeepLabV3+ and SegFormer using cross-entropy variants.

Εκπαίδευση U-Net, DeepLabV3+ και SegFormer με παραλλαγές cross-entropy.

3
Quantitative evaluationΠοσοτική αξιολόγηση

Report mIoU and class-wise IoU for each architecture and loss setup.

Αναφορά mIoU και class-wise IoU για κάθε αρχιτεκτονική και loss setup.

4
Qualitative analysisΠοιοτική ανάλυση

Inspect masks and overlays to analyze boundaries, confusion and small-object failures.

Έλεγχος masks και overlays για όρια αντικειμένων, συγχύσεις και αποτυχίες σε μικρά αντικείμενα.

Key resultsΒασικά αποτελέσματα

The reduced 5-class U-Net achieved the strongest overall performance, while pedestrian segmentation remained the most challenging class.

Το U-Net με μειωμένο label space 5 κλάσεων πέτυχε την καλύτερη συνολική επίδοση, ενώ το pedestrian segmentation παρέμεινε η πιο δύσκολη κλάση.

0.7240Best mIoU · U-Net 5-class CE
0.7132DeepLabV3+ 5-class CE
0.6135SegFormer 5-class CE
0.2596Pedestrian IoU challenge

ModelLabel setupLossmIoU
U-Net12 classesCross-Entropy0.4797
U-Net5 classesCross-Entropy0.7240
DeepLabV3+5 classesCross-Entropy0.7132
U-Net5 classesWeighted Cross-Entropy0.6823
SegFormer5 classesCross-Entropy0.6135

Experiment protocolΠειραματικό πρωτόκολλο

A presentation-ready evaluation should include model comparison, label-space ablation, loss-function ablation and class-wise error analysis.

Μια σωστή παρουσίαση πρέπει να περιλαμβάνει σύγκριση μοντέλων, ablation για label space, ablation για loss function και ανάλυση σφαλμάτων ανά κλάση.

Architecture comparison

U-Net vs DeepLabV3+ vs SegFormer.

Σύγκριση U-Net, DeepLabV3+ και SegFormer.

Label-space ablation

12-class versus reduced 5-class formulation.

Σύγκριση 12 κλάσεων με μειωμένη διατύπωση 5 κλάσεων.

Loss ablation

Cross-entropy versus weighted cross-entropy.

Cross-entropy έναντι weighted cross-entropy.

Safety classes

Focus on road, vehicle and pedestrian reliability.

Έμφαση σε αξιοπιστία road, vehicle και pedestrian.

Reproducible workflowΑναπαραγώγιμη ροή

pip install -r requirements.txt
python train_*.py
python predict_*.py

Next improvement: add a unified experiment runner that trains/evaluates all model configurations and exports summary tables automatically.

Επόμενη βελτίωση: ενιαίος experiment runner που εκπαιδεύει/αξιολογεί όλα τα configurations και εξάγει αυτόματα summary tables.