基于改进YOLOv5的绝缘子缺陷检测算法

绝缘子缺陷检测是电网巡检过程中重要的一环,为提高绝缘子缺陷检测的精度,该文提出一种基于改进YOLOv5算法的绝缘子缺陷检测算法——YOLOv5t,能够在保证网络运行速度的条件下,提升网络的检测精度.该算法在YOLOv5s的基础上,将三重注意力机制(triplet attention)添加到骨干网络中,给予每个特征通道不同的权重,以提高网络的检测精度;并采用CIoU Loss作为网络回归损失的损失函数,提升网络的收敛速度;同时将Soft-NMS作为网络的预测结果处理方法,降低网络的漏检率.YOLOv5t与几种常用的缺陷检测网络的对比实验结果表明,YOLOv5t的准确率达到97.2%,召回率达到98%,平均精度均值达到99.1%,较YOLOv5s算法分别提升了0.9%、5.1%和2.1%,并且检测速度没有受到影响.     

基于改进YOLOv3算法的水下小目标分类与识别

针对声纳图像中小目标检测识别率低、虚警率高的问题, 提出一种改进的 YOLOv3 算法. 改进的 YOLOv3 网络在原始 YOLOv3 的基础上进行优化, 改变网络的层级连接, 融合更浅层的特征与深层特征, 形成新的更大尺度的检测层, 提高了网络对水下小目标检测的能力; 同时, 使用线性缩放的 $K$-means 聚类算法优化计算先验框个数和宽高比, 提高了先验框与 ground truth box 之间的匹配度, 较原始 YOLOv3 算法均值平均精度提高了 7%. 实验结果表明, 所提出的改进 YOLOv3 算法能够有效分类与识别小目标且有更高的准确率和更低的虚警率, 同时保持了原始 YOLOv3 算法的实时性.     

基于改进YOLOv3算法的水面漂浮物检测方法

针对人工湖中的水面漂浮物检测问题,提出了一种基于改进YOLOv3的水面漂浮物目标检测算法,目标检测包括目标识别与目标定位.首先通过改进的k-means聚类算法获取先验框,以提高定位框与数据集标注框的匹配度,其次在YOLOv3算法框架的3个预测支路中添加类别激活映射(CAM),将原基于边界框的定位方式替换成基于像素点进行定位.实验结果表明:改进的YOLOv3算法提高了识别精度,降低了定位误差.识别精度为97.49％,比YOLOv3算法提高5.14％,平均定位误差为2.60个像素点,比YOLOv3算法减小了1.36.     

采用改进YOLOv3的高分辨率遥感图像目标检测

由于高分辨率遥感图像存在目标排列密集、尺寸差别大等情况,传统算法难以准确地对其进行目标检测。在YOLOv3算法的基础上,提出一种改进的高分辨率遥感图像目标检测算法(remote sensing-YOLO,RS-YOLO)。利用K-means聚类算法对数据集进行聚类,重新设计适合遥感图像的先验框; 引入高斯模型计算预测框的不确定度,以提高网络对预测框坐标的准确度; 使用弱化的非极大值抑制算法(soft non-aximum suppression,Soft-NMS)对预测框进行处理,增强算法对密集排列目标的检测能力。实验结果表明,改进后的算法能够对高分辨率遥感图像进行有效的目标检测,以NWPU VHR-10数据集为例,RS-YOLO的平均检测精度达到了87.97%。     

基于注意力机制和多尺度特征融合的绝缘子缺陷检测方法

随着深度学习的快速发展,利用目标检测算法对航拍绝缘子图像进行缺陷检测成为绝缘子巡检的主要方式.针对传统目标检测算法对小目标的检测精度较低、特征图的表征能力较弱和提取的关键信息较少的问题,提出以YOLOv5l为基础网络的改进的基于注意力机制和多尺度特征融合的绝缘子缺陷检测方法 AMF-YOLOv5l(Attention Mechanism and Multi-Scale Feature Fusion Based on YOLOv5l).首先,通过增加一个小目标检测头,提高模型对小目标的检测性能;然后,构造DSPP(Dilated Spatial Pyramid Pooling)模块,充分融合多尺度特征,增强特征图的表征能力;最后,引入CA(Coordinate Attention)注意力机制,使网络更加专注于关键信息.在航拍绝缘子数据集APID(Aerial Photographic Insulator Dataset)以及两个公共数据集PASCAL VOC和MS COCO上分别验证该方法的可行性.实验结果表明,在APID数据集中该方法的AP(Average Precision)比YOL...     

基于YOLOv3的改进行人检测算法研究

针对将YOLOv3通用目标检测算法应用于行人检测时的检测精度低、定位不准确的问题,提出了一种基于YOLOv3的适用于行人体态特征的目标检测算法.在预处理生成先验框部分,将MSCOCO通用数据集改进为MSCOCO中的person子集来生成仅针对行人体态特征的锚框,并将生成先验框的K-means算法改进为K-means++...     

融合注意力机制的改进型YOLOv5绝缘子缺陷故障检测方法

在电力系统巡检过程中,人工巡检方式难度较高,且存在安全隐患,搭载智能算法的无人机平台代替人工进行绝缘子检测的方法前景较好。针对绝缘子缺陷目标检测过程中存在的速度较慢、准确度较低等不足,提出了融合注意力机制的改进型YOLOv5绝缘子缺陷故障检测方法,该方法在YOLOv5s网络中融入SE注意力模块和CBAM注意力模块,并且将SE注意力模块与网络结构当中的C3模块结合,强化了网络的特征提取能力。通过相关的图像处理方法完成了自建绝缘子数据集的构建,采用了k-means++聚类算法构建自建数据集的先验框,并引入了Mosaic-9数据增强策略,有效解决了训练数据不足难以保证训练效果的问题。实验验证表明,改进后的检测方法,在不影响检测时间的前提下,绝缘子检测的准确度提升9.7%,对电力系统巡检方法具有一定参考意义。     

煤矿井下钻孔裂隙识别技术

为研究采区煤岩体中裂隙、断裂、破碎带等结构面的自动检测技术,解决现有人工智能技术中迭代次数大、检测框准确度低等问题,采用YOLOv5算法融合注意力机制、损失函数、多尺度检测的方法,对煤矿巷道上顶板5种不同地质钻孔进行裂隙检测试验。结果表明：将注意力机制SENet引入YOLOv5模型框架,避免了图像背景区域与裂隙区域相似度较高问题;采用有效交并比损失函数代替完全交并比损失函数,使得预测框能够更加有效拟合真实目标框;对YOLOv5模型增添3种不同尺寸的锚定框并添加160×160特征层,实现检测更小的目标。该方法与SSD、YOLOv5等检测算法在同样条件下相比,其检测精度分别提升了18.9%,2.1%,召回率提升了39.5%,1.6%,平均精度提升了28.1%,1.0%。改进后的模型将三尺度检测变为四尺度检测,提升了算法的多尺度目标检测性能,能够对钻孔裂隙进行高精度检测,满足钻孔裂隙实时检测需求。     

一种管道蛇形机器人的裂缝视频检测系统

为实现蛇形机器人在管道内部快速准确的识别管道内壁裂缝,基于一种改进YOLOv3算法为管道蛇形机器人设计了快速检测管道裂缝的系统。系统搭载了500万像素相机以及用于辅助标定的两个激光发生器。此系统通过摄像机采集管道内部视频信息,使用改进YOLOv3算法对视频进行检测,若识别出裂缝则输出当前图像。之后结合激光标定和边缘检测算法得到当前裂缝的物理信息。改进YOLOv3算法使用k-means++算法对裂缝数据集进行聚类,得到最佳先验框,并使用距离交并比代替交并比作为损失函数,以提高精度和速度。实验表明,改进YOLOv3算法平均精度为87.23%,与原始YOLOv3算法相比提高了5.88%;同时基于激光标定算法的图像处理得到的裂缝物理信息与实际信息误差在5%以内,可以用于实际工程。     

基于改进YOLOv5的铝型材表面缺陷检测方法

针对铝型材表面缺陷不同类别尺寸差别较大,导致检测效果较差的情况,本文提出一种基于改进YOLOv5的铝型材表面缺陷检测算法。首先,在网络中嵌入CA(coordinate attention)注意力机制模块,使网络更好地抑制图像中无效样本的干扰,更多聚焦于有用信息;其次,在原有检测层上增加一个小目标检测层,获取和传递更为丰富且更具判别性的小目标特征,以解决对小目标缺陷检测精度低的问题,提高整体检测精度;最后,引入SIoU损失函数,用边界框回归之间的向量角度来重新定义损失函数,在有效减少总自由度损失的同时提高推理精度。将改进算法应用到天池铝型材数据集中进行验证,实验结果表明：该模型能有效识别铝型材表面不同种类的缺陷,较原YOLOv5算法mAP提高11.4个百分点,检测速度达到66.4 frame/s,能够满足目前铝型材工厂生产现场缺陷检测要求。     

基于改进YOLOv5的道路目标检测

为提高自动驾驶中的道路目标检测精度,设计了一种基于YOLOv5的道路目标检测模型。该模型在YOLOv5s的网络模型基础上,将原始的初始锚框聚类算法改为K-means++算法来减小随机带来的聚类误差;并在Backbone中SPP模块之前引入SENet注意力机制,以增强道路目标重要特征并抑制一般特征,达到提高检测网络对道路目标的检测能力。在VOC2012改进数据集上训练、测试,基于改进的YOLOv5s的模型比原始YOLOv5s模型平均准确精度提高了2.4%。实验结果表明,改进的YOLOv5s模型能较好地满足道路目标检测的精度要求。     

一种多尺度YOLOv3的道路场景目标检测算法

针对在自然交通场景中道路不同种类目标的边界框大小差异巨大,现有实时算法YOLOv3无法很好地平衡大、小目标的检测精度等问题,重新设计了YOLOv3目标检测算法的特征融合模块,进行多尺度特征拼接,对检测模块进行改进设计,新增2个面向小目标的特征输出模块,得到一种新的具有5个检测尺度的道路目标多尺度检测方法YOLOv3_5d.结果表明:改进后的YOLOv3_5 d算法在通用自动驾驶数据集BDD100 K上的检测平均精度为0.5809,相较于原始YOLOv3的检测平均精度提高了0.0820,检测速度为45.4帧·s-1,满足实时性要求.     

基于轻量化卷积神经网络的毛巾织物瑕疵检测方法

针对毛巾织物瑕疵检测中存在的小目标瑕疵漏检率高、形变尺度大的瑕疵检测精度低以及模型检测效率不理想等问题,提出一种基于YOLOv4网络的轻量化毛巾织物瑕疵检测方法。采用轻量级网络Ghost Net重构主干特征提取网络,以降低模型运算量,提升检测速度;在深层特征提取网络中引入结合空洞卷积和SoftP ool的DS-CBAM模块,扩大感受野的同时保证特征图分辨率并提高模型对毛巾织物瑕疵特征的提取能力;根据各类毛巾织物瑕疵正负样本不平衡的数据特点,引入难易样本聚焦参数和正负样本平衡参数对损失函数进行优化,降低样本失衡对检测性能的影响;采用改进度量距离的K-means算法自适应生成适合毛巾织物瑕疵尺寸的先验框,提高先验框和毛巾织物瑕疵目标的匹配度。研究结果表明:改进后的模型在毛巾织物瑕疵数据集上的检测精度要优于原YOLOv4和其他主流检测算法,综合类别平均精度达到92.14%,检测速度达到49.98帧/s,分别比原模型提高了5.31%、22.83%,有效平衡了检测精度和检测速度之间的关系。     

基于深度学习的驾驶场景关键目标检测与提取

包含目标识别与边界框选定的目标检测是无人驾驶视觉感知中的关键技术之一。采用基于深度计算机视觉组网络(VGGNet)的新型单次多框检测算法(SSD)进行驾驶环境中的关键目标检测、语义标注和目标框选;同时,针对具体驾驶场景,提出了改进的SSD_ARS算法。通过优化梯度更新算法、学习率下降策略和先验框生成策略,在提高平均检测精度的同时使得小目标类别的检测精度得到明显提升。在实际驾驶场景中9类关键目标的检测实验上验证了本文算法的有效性,实验结果表明,检测速度满足实时检测需求。     

改进YOLOv3的行人车辆目标检测算法

针对YOLOv3(you only look once version 3)对中小目标检测效果不理想的问题,提出改进算法DX-YOLO(densely ResneXt with YOLOv3).首先对YOLOv3的特征提取网络Darknet-53进行改进,使用ResneXt残差模块替换原有残差模块,优化了卷积网络结构;受DenseNet的启发,在Darknet-53中引入密集连接,实现了特征重用,提高了提取特征的效率;根据数据集的特点,利用K-means算法对数据集进行维度聚类,获得合适的预选框.在行人车辆数据集Udacity上进行实验,结果表明:DX-YOLO算法与YOLOv3相比,平均准确率(mean average precision,mAP)提升了3.42％;特别地,在中等目标和小目标上的平均精度(average precision,AP)分别提升了2.74％和5.98％.     

雾霾天气车辆检测的改进YOLOv3算法

针对传统YOLOv3算法中存在检测框定位不精确的问题，提出了一种改进的YOLOv3算法用来重新估计检测框位置，提高智能汽车在雾霾交通环境下的定位精度。首先运用图像去雾算法对采集到的图片进行预处理，然后构造定位置信度替代分类置信度作为参考项来选择估计检测框位置，并改进非极大值抑制（NMS）算法，引入软化非极大值抑制（soft-NMS），最后使用加权平均的方式来更新坐标位置，以达到提高定位精度的目的。实验结果表明，先经过单尺度retinex去雾算法处理图片，再通过改进的YOLOv3算法进行车辆检测，与使用原始的YOLOv3算法进行检测相比平均精度均值mAP（mean average precision）提高了0.44%，在满足检测实时性的同时，能够检测到更多的目标，对检测车辆的定位也更加精确。     

基于深度学习算法的航拍巡检图像的绝缘子识别

针对绝缘子检测目标在航拍图像中尺寸变化剧烈的问题,提出一种改进Faster R-CNN的绝缘子检测算法.首先将FPN特征金字塔结构网络与Faster R-CNN算法进行结合,将不同尺度下的特征进行融合;然后,改进最大池化层,提升检测框的坐标精度;针对遮挡现象,采用Soft-NMS算法规避不同目标检测框因重叠而被误删的情况.经过对绝缘子航拍数据集的检测验证,对比原Faster R-CNN网络,本改进网络结构提高了平均准确率(MAP),且可以更有效地识别图像中更小比例的绝缘子目标.     

基于改进YOLOv3的输送带纵向撕裂多视角检测方法

针对输送带纵向撕裂检测中存在的检测视角单一、速度慢、精度低等问题，文章提出一种基于改进YOLOv3算法的输送带纵向撕裂多视角检测方法。首先对原始YOLOv3网络结构进行优化设计，采用29层网络模型(Darknet-29)作为特征提取网络，将原有的3种不同尺度锚点改用为2种不同尺度(26×26,52×52)锚点；将位于多视角检测点的工业相机所采集的纵向撕裂图像制作成数据集，使用K-means算法对输送带纵向撕裂标签进行维度聚类分析，确定先验框参数；最后将改进的YOLOv3算法在数据集上进行测试与训练，并与其他几种算法进行比较。实验结果表明：该检测方法不仅可以较好地检测出输送带纵向撕裂，还可以分类识别出大裂纹或完全撕裂情形；相较于原始YOLOv3算法，改进后的YOLOv3算法平均检测精度均值提高0.4%,达到98.7%,检测速度提高60.6%,达到53帧/s,模型占用内存减少93 Mb,仅为141 Mb,优于YOLOv2和YOLOv3-Tiny算法。该文提出的输送带纵向撕裂检测方法具有模型占用内存低、检测精度高及速度快等优点，为输送带纵向撕裂提供了一种新的检测方案。     

基于改进YOLOv5的拥挤行人检测算法

针对密集场景下行人检测的目标重叠和尺寸偏小等问题,提出了基于改进YOLOv5的拥挤行人检测算法。在主干网络中嵌入坐标注意力机制,提高模型对目标的精准定位能力;在原算法三尺度检测的基础上增加浅层检测尺度,增强小尺寸目标的检测效果;将部分普通卷积替换为深度可分离卷积,在不影响模型精度的前提下减少模型的计算量和参数量;优化边界框回归损失函数,提升模型精度和加快收敛速度。实验结果表明,与原始的YOLOv5算法相比,改进后YOLOv5算法的平均精度均值提升了7.4个百分点,检测速度达到了56.1帧/s,可以满足密集场景下拥挤行人的实时检测需求。     

基于YOLO-PCB的印刷电路板裸板缺陷检测

针对当前印刷电路板PCB（Printed Circuit Board）裸板缺陷检测算法对小目标检测准确率较低、误检率过高等问题,一种改进的YOLO-PCB缺陷检测算法被提出。新算法在YOLOv5s算法的基础上引入注意力机制,增强特征图的通道特征;同时引入加权双向特征金字塔网络改进特征融合层,使网络实现更高层次的特征融合;而且增加小目标检测层,提高网络对印刷电路板上小目标缺陷的检测能力。实验结果表明,相较于原YOLOv5算法,改进后的检测算法具有更强的特征提取融合能力和更高的检测精度,YOLO-PCB算法的mAP_0.5提升了4.08%,mAP0.5:0.95提升了56.69%,精确度提升了1.81%,召回率提升了6.76%。