基于生成式对抗网络和改进区域建议网络的输电线路杆塔缺陷检测方法

为了减少输电线路杆塔缺陷检测过程中受噪声信号和装置性能等因素的干扰,提高输电线路杆塔缺陷检测的正确率和检测效率。提出一种基于生成式对抗网络(Generative Adversarial Networks, GAN)和改进区域建议网络(Region Proposal Network,RPN)的输电线路杆塔缺陷检测方法。采用GAN采集输电线路杆塔的显著性图像,并利用半软阈值函数模型剔除图像中的噪声,避免噪声对缺陷检测过程产生影响。通过随机森林决策树提取输电线路杆塔图像的轮廓特征,基于多尺度算法对RPN进行改进,将特征输入到改进RPN模型中,通过缺陷的定位、分割完成输电线路杆塔的缺陷检测。试验结果表明,所提方法的输电线路杆塔缺陷检测正确率较高,具有较好的缺陷检测效果和检测效率,从而有利于提高输电线路杆塔缺陷检测的质量,减少电力事故的出现。     

基于YOLO v5l-Im的排水管道缺陷检测方法及效果分析

针对YOLO v5l算法对于小目标、少样本且背景复杂的排水管道缺陷图像检测的精度低、误检和漏检率较高等问题,提出一种基于改进YOLO v5l算法的排水管道缺陷检测方法。做了三点改进：首先提出了基于Focal EIoU的损失函数,有效提升了检测模型的性能;其次为增强检测模型对小目标缺陷的检测效果,减少缺陷误检和漏检的概率,将骨干网络中浅层特征图融合到BiFPN特征融合网络中,增加针对小目标的预测层;最后在YOLO v5l中引入CA注意力模块,提高模型对图像中感兴趣区域的敏感程度,减少冗余背景信息的干扰。三种改进对平均准确度 mAP 值的提升分别为2.0、2.9、5.9 个百分点。将三种有效改进融合到一起,检测结果表明：本文提出的改进YOLO v5l模型的mAP值达到了92.1%,较原模型的85.5%提升了6.5个百分点。由此可见,所做的改进有效增强了YOLO v5l对排水管道缺陷的检测能力。     

基于改进YOLOv4的输电线路异物检测算法

针对输电线路异物检测识别精度低的问题,提出基于改进YOLOv4(you only look once的第4个版本)的输电线路异物检测算法.首先,对YOLOv4的特征金字塔池化模块进行改进,以在背景干扰的情况下保留更多目标信息、减少最大池化导致的目标信息丢失;其次,对原有的BCE(binary cross entropy)损失函数进行优化,得到GBCE(gradient-boosting binary cross entropy)损失函数,以提升算法区分相似目标的能力;最后,在数据集上使用多种算法进行对比实验.实验结果表明:相对于其他3种算法,基于改进YOLOv4的输电线路异物检测算法具有更好的综合性能.     

基于区域生成网络结构的多层特征融合目标检测算法

现有深度学习目标检测算法往往只利用了卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)提取的深层特征进行判别,对浅层特征利用不足。为了利用浅层的细节信息来提高最终所提取的特征层信息的丰富性,提出了一种基于区域生成网络(region proposal network,RPN)结构的多层特征融合目标检测算法,该算法通过深度卷积网络获取不同层次的特征,并将浅层特征与深层次特征进行融合来获得更加丰富的提取特征,以提升检测模型的性能。以Image Net上的公开数据voc2007为实验对象,以Faster RCNN为基础的检测框架进行改进,最终改进后的平均精度均值(mean average precision,mAP)相比于Faster RCNN有所提升,表明研究结果提升了目标检测模型的准确度。     

高斯Wasserstein距离改进轻量YOLOv7模型的遥感影像道路交叉口检测

YOLOv7是目前目标检测任务中性能较优的模型,但在处理遥感影像中的道路交叉口时,出现目标背景复杂、先验框定位误差以及模型训练参数量增多的问题。针对复杂场景的道路交叉口提出一种结合归一化高斯Wasserstein距离与轻量级YOLOv7的遥感影像道路交叉口检测模型。首先,使用归一化高斯Wasserstein距离与CIoU(complete-IoU)进行先验框定位损失函数的改进,以提高网络模型对于目标尺寸的鲁棒性;其次,在加强网络特征提取模块中加入三维注意力机制,实现网络处理的特征优化;最后,在主干特征提取网络与加强特征提取网络中加入改进的FasterNet模块,提升网络模型的训练速度,减少了模型训练的参数。实验结果表明,改进后的YOLOv7网络模型相比原网络模型,漏检测情况得到明显改善,准确率(precision,P)、召回率(recall,R)、平均准确率(average precision, AP)和F₁分别提升了6.2%、4.9%、6.7%、6.5%,对道路交叉口的检测效果优于原网络模型。其成果对不同环境的影像具有较强适应能力,为道路交叉口检测的发展提供了参...     

基于ORB算法的输电线路异物识别研究

针对输电线路异物检测问题,通过分析航拍视频,提取关键帧并采用帧差法标注异物,使用特征点跟踪异物,从而达到输电线路异物检测的目的。将预估区域漂移法与欧式距离法融合,弥补关键帧冗余的缺陷;使用概率密度函数分析网格内异物占有率,剔除帧差法中微小非目标区域;提出K-means算法聚类分析Oriented Brief(ORB)算子,可精简特征点提高匹配率。实验结果表明,能有效精简关键帧,并且改进帧差法可精确提取异物;同时快速准确提取ORB算子;故而可快速识别线上异物。     

通航机场场面运动目标检测方法

针对传统YOLOv3(you only look once-v3)算法目标检测精度较低、收敛速度较慢等问题,提出了一种改进的YOLOv3算法,分别对主干网络和损失函数进行了改进。采用迁移和冻结相结合的训练方法,以提升目标检测的精确度和速度。基于改进的YOLOv3算法对西南某通航机场3种不同场景下的运动目标检测效果进行了对比分析。结果表明,改进的YOLOv3算法对正常天气场景下的场面运动目标检测效果要明显优于雾天和雨天场景,对飞机目标的检测效果明显优于车辆和行人目标;3类目标的检测精度、召回率、平均精度值(mean average precision, mAP)分别达到92.96%、80.51%、91.96%,GPU处理速度为74.0帧/s,较传统YOLOv3算法和YOLOv4算法性能均有明显提升。     

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％.     

基于PPYOLOE的师生互助训练半监督目标检测网络

随着深度学习技术的发展,基于卷积神经网络的目标检测技术成为当前计算机视觉领域的研究热点之一.目前主流的目标检测算法依赖于监督学习方式,需要在大量有标注图像数据上训练网络,然而,无标签的数据易于获取,而有标签的数据收集起来通常很困难,标注也耗时和耗力．为了解决数据标注难以获取的问题,提出了教师学生互助训练的半监督目标检测(PPYOLOE-SSOD)算法．首先,同时训练一个学生模型和逐渐改进的教师模型,使用教师模型筛选高质量伪标签,将伪标签作为未标注图像的回归目标,指导学生模型训练,挖掘未标注图像的知识信息,为了减小参数传递的不稳定性,每次迭代学生模型使用指数移动平均方法更新教师模型参数;此外,引入不同种类的半监督数据增强方法来增强网络的抗干扰能力;最后,针对无标注数据的学习,新增无监督学习分支,使用密集学习方式对模型预测得到的特征进行处理,通过对教师模型预测的分类特征排序,自动选择高质量特征作为教师模型生成的伪标签,从而避免了繁琐的伪标签后处理,提升网络的精度和训练速度．在MSCOCO数据集上,通过使用半监督学习方法,PPYOLOE在1%、5%、10%的标注数据集上分别得到了1.4%、1...     

面向输电线路的压缩感知图像去噪方法

传统的基于字典学习的输电线路图像去噪方法,易受冗余字典影响存在重建图像边缘细节恢复不足的问题.为了有效抑制输电线路图像表面存在的高斯噪声,提出一种图像非局部自相似特性与改进K-SVD字典学习算法融合的输电线路图像去噪方法,利用图像非局部自相似性作为正则项约束并加权稀疏表达模型,提高去噪图像复原和保留细节的能力.实验选取含有自然图像和输电线路典型缺陷图像进行仿真实验测试.实验结果表明,所提出的算法不仅能够很好的保留图像纹理特征与边缘细节,对高斯噪声也具有良好的鲁棒性.     

基于域知识迁移的绝缘子缺陷检测方法

绝缘子缺陷检测模型在应用过程中,需要对多种目标域图像进行检测。然而,由于不同目标域图像的分布不同,会导致在源域训练得到的缺陷检测模型难以在不同目标域中实现较好的检测效果。针对缺陷检测模型泛化性较低的问题,提出了基于域知识迁移的绝缘子缺陷检测方法。首先,采用一种新的特征融合方法提高对缺陷目标的特征提取能力;然后通过对抗性训练实现基于图像和实例级别的域分类器,在图像和目标层级上实现了域迁移;最后在区域建议网络中引入区域级别的域分类器,进一步实现了源域和目标域在区域级别上的对齐。实验结果表明,模型能够缓解不同域图像分布不平衡导致检测效果差的问题,并且与其他多种目标检测方法相比,实现了更好的缺陷检测效果。     

基于改进RCF和无人机影像的电力线检测研究

在电力线无人机自动巡检中,电力线边缘检测对提高输电线路检测精度有重要作用。目前,常用的RCF（Richer Convolutional Features for edge detection）算法在复杂背景下检测电力线时存在边缘模糊、在较低阶段产生的特征图包含太多噪声并在融合特征图时丢失多尺度信息等问题。对此,本文对RCF算法进行改进：1）使用具有平移不变性的下采样技术增强模型的鲁棒性;2）在RCF主干网络中引入CBAM（Convolutional Block Attention Module）机制,提高模型对电力线特征的表达能力;3）在RCF的侧输出网络中加入级联网络,借助基于通道注意力机制的多尺度特征融合模块对特征图进行融合,从而获得更优异的细节保持效果。实验结果表明：改进模型的最优数据集规模（Optimal Dataset Scale）、最佳图像比例（Optimal Image Scale）和平均精度（Average Precision）分别提高了0.7%、1.3%和1.7%,改进模型的检测结果噪声数量少、电力线更加清晰准确。     

多模型融合的输电线路绝缘子自爆故障检测

针对输电线路巡检图像中绝缘子自爆区域小、背景复杂与故障绝缘子类型复杂多样的特点,提出一种多模型融合计算的绝缘子自爆故障检测方法.通过分析现有绝缘子自爆故障检测算法差异性,选取检测性能差异较为明显的三个目标检测算法(Mask rcnn、 Retinanet、 Yolov3),计算得到巡检图像中绝缘子自爆区域坐标及置信度.再利用多模型融合计算,融合各模型检测结果.最后实现架空输电线路无人机巡检图像中绝缘子自爆故障检测,得到绝缘子自爆故障检测综合评价值为94.81%.所提方法在平均准确率、召回率、准确率方面均高于单一模型检测结果.实验结果表明,本方法能有效实现架空输电线路无人机巡检图像中绝缘子自爆故障检测,对输电线路智能化巡检故障诊断具有一定参考价值.     

基于深度学习的公路路面病害检测算法

针对公路路面病害图像存在背景干扰多、病害信息弱、尺度差异大等问题,提出了一种基于深度学习的公路路面病害检测方法。以YOLOv4算法为基础,在检测网络中引入可变形卷积,并提出基于路径聚合网络(path aggregation network, PANet)的自适应空间特征融合结构,充分学习公路路面病害的细节特征,实现不同尺度特征信息的高效融合;采用平均准确率损失(average precision loss, AP-loss)函数作为分类损失函数,促使网络在训练过程中更加注重于正样本。实验表明,在公路路面病害检测中,改进YOLOv4算法的平均准确率达到了95.34%,每张图像的平均检测时间为0.071 s。与快速基于区域的卷积神经网络(faster region-based convolutional neural networks, Faster R-CNN)算法相比,所提出的算法在持有较高检测准确率的同时,减少了运算时间,可以满足公路路面病害检测的准确性与实时性需求。     

基于改进YOLOv3网络的卡尔曼社交距离检测与追踪

为了预防新冠肺炎的传播,在佩戴口罩的同时,保持一定的社交安全距离是必要的。为解决现有的目标检测算法在社交距离检测中无法同时满足检测的实时性、准确性以及在复杂场景中存在遮挡、小尺度目标等问题,提出基于YOLOv3的改进算法DPPY(Dilated Pyramid-Pooling with YOLOv3)。首先使用空洞卷积参与到YOLOv3的核心图像处理结构中,然后引入密集型连接网络进一步融合不同层之间的连接,并且在这基础上还模仿了空间金字塔结构处理输入数据的尺寸问题,最后将这些处理结果一起与待追踪物体与彼此间的前后位置进行更好的关联并选用卡尔曼滤波器这个工具来更好地处理。若行人彼此间靠的过于紧密,则标红发出警报,以便更好地提醒相关人员注意。结果表明：与传统的YOLOv3算法相比,DPPY算法检测速度更快,检测精度更高。检测速度达到了34帧/s,平均准确率(Average Precision, AP)提高了9.1 %,并且在大、中、小目标检测中平均准确率均值(mean Average Precision, mAP)分别提高了7.8 %、8.2 %、8.9 %。     

基于损失加权的实时篮球裁判手势识别系统

为了方便观众更好地在观看比赛直播和录像时理解裁判手势的含义,或帮助录像分析师分析比赛视频,设计了一种实时篮球裁判手势检测与识别系统Yolov5-BR(Yolov5-Basketball Referee).首先,采用目标检测中的Yolov5算法为基础模型,对其边界框的交并比(intersection over union,IoU)损失函数完全交并比(complete intersection over union,CIoU)进行加权处理,增强预测框的鲁棒性;其次,在C3模块后加入注意力机制,产生更具分辨性的特征表示,从而提升网络识别性能;此外,在检测层头部融入自适应特征融合机制,充分利用图像高层语义信息;最后,对目标置信度损失函数进行不对等加权处理,从而提高对小目标检测的鲁棒性.在自制的裁判手势数据集上,Yolov5-BR取得了95.4%的mAP值,本地视频检测速率为55.5帧/s,外接摄像头分辨率为1 280×960,检测速率为25帧/s.实验结果表明,Yolov5-BR相对于原始模型在检测裁判手势的性能上有所提升,保持了较高的准确率、稳定性与实时性.     

基于YOLOv5的表面 缺陷检测优化算法

快速、准确地检测材料表面缺陷已成为各领域研究的重要目标，为增加检测效率，实现设备轻量化，提出了一种基于YOLOv5的目标检测优化算法，添加DyHead检测头，融合多个注意力机制，增强模型的检测精度；更换aLRPLoss损失函数，减少超参数调节工作，优化训练过程；基于FasterNet提出C3-Faster,代替网络中的C3模块，以PConv的思想提升模型检测性能，减少模型体积；最后添加轻量级上采样算子CARAFE,扩大模型感受野，提升对不同大小目标的检测效果。实验结果表明，改进后的YOLOv5模型相比于原版模型，在钢材表面缺陷数据集上总体平均精度提高了4.174%,参数量减少了11.25%,计算复杂度减少了13.75%,权重体积减少了10.72%,检测性能高于SSD、RetinaNet、FCOS、YOLOv3、YOLOv4等主流目标检测算法，在工业检测中具有较高的应用价值。     

基于混合生成网络的软件系统异常状态评估

针对现有软件系统异常状态评估方法过度依赖数据标注、对时序数据的时间依赖性关注较低和系统异常状态难以量化等问题,提出一种基于混合生成网络的软件系统异常状态评估方法.首先,通过对长短期记忆网络（long short-term memory network, LSTM）与变分自动编码器（variational auto-encoder, VAE）的融合,设计一种LSTM-VAE混合生成网络,并以该网络为基础构建基于LSTM-VAE混合生成网络的系统异常状态检测模型,由LSTM对系统数据的时序特征进行提取并由VAE对系统数据的分布进行建模.然后,由LSTM-VAE异常状态检测模型处理系统关键特征参数,获取系统关键特征参数的异常度量值.最后,利用耦合度方法对传统的线性加权和方法进行优化,通过加权耦合度优化方法计算得到软件系统异常状态的量化值,从而实现对软件系统的异常状态评估.实验结果表明,本文模型对软件系统的异常时序数据具有较好的检测能力,其对系统异常状态的评估结果更为合理、有效.     

基于X射线数字成像技术的高压输电导线内部缺陷检测实验研究

提出了一种高压输电导线内部缺陷X射线可视化检测方法,详细介绍了CV—1型X射线数字成像系统的组成和工作原理,验证了X射线数字成像系统对500 k V输电导线透照能力,确定了照射参数和透照方法;根据输电导线内部缺陷特征和缺陷所在部位,在实验室条件下分别模拟检测了导线钢芯断股、钢芯表面划伤、夹杂、散股以及压接深度不足等内部缺陷并与无缺陷输电导线进行了对比,得出了导线内部缺陷的X射线数字图像的特征,实验结果证明了X射线数字成像技术对输电导线内部缺陷检测的有效性和可行性,为高压输电导线内部缺陷检测提供了新方法和参考依据。