面向扶梯不安全行为的改进型深度学习检测算法

以YOLOv5s网络模型为基础,引入注意力机制CBAM模块,基于Ghost卷积模块重构网络模型的卷积操作,提出一种面向扶梯不安全行为的改进型深度学习检测算法.然后,在自主收集的扶梯不安全行为数据集上对其进行训练评估.结果表明,所提算法在检测精度有所提高的同时,大幅减少了检测所需的参数量和计算量.     

基于轻量级MobileNetV2-DeeplabV3+的棒材分割方法

针对当前语义分割模型为提升像素分割精度,不断增加算法复杂度,导致模型出现参数量大,耗时长,难以部署至工业现场等问题,提出一种基于轻量级MobileNetV2-DeeplabV3+模型的棒材分割算法。算法为平衡像素分割精度、模型参数量和算法检测速度,在原网络基础上做出一系列改进：将原有的Xception主干网络替换为轻量级MobileNetV2网络以降低模型参数量与计算复杂度;在空洞空间金字塔池化(ASPP)模块基础上密集连接各空洞卷积以获得更大的感受野,更加密集的像素采样,并扩大输出特征覆盖的语义信息;使用深度可分离卷积(DSConv)替代ASPP模块中的标准卷积进一步降低模型的计算复杂度;此外,引入有效通道注意力(ECA)模块聚焦目标边缘特征,增强特征图通道信息提取的效果。实验表明：改进后的模型在棒材数据集下平均交并比(MIOU)为89.37%,平均像素精度(MPA)为94.57%,帧率(FPS)为33.09帧/s,模型参数量为33.6 M。与U-net、M-PSPNet、M-DeeplabV3+等模型相比,改进后算法的MIOU值与MPA值略低于最佳值,但仍处于较高水准,模型参数量小...     

面向嵌入式设备的扶梯客流量实时统计方法

针对传统客流量统计算法检测精度与速度难以平衡的问题,设计了一种面向嵌入式设备的扶梯客流量实时统计方法。首先,提出无失真缩放方法,以保持测试图像与训练样本的信息一致性,避免影响检测模型性能;此外,将YOLOv4-tiny检测模型通过降维模块、分组卷积进行优化,进而提出YOLOv4-tiny-fast网络,其在保证乘客检测准确率无损失的情况下大幅减少参数量,提高推理速度;最后,提出了一种结合自定义优化矩阵及遮挡处理的匹配算法,以较少的计算量解决了乘客跟踪问题。以实际环境中手扶电梯出入口视频进行实验,结果表明,在嵌入式设备平台,所提算法的客流量统计平均准确率达到96.66%,且平均检测速度达到25 f/s,优于已有算法。     

电动汽车充电站火灾多目标实时检测与预警方法

电动汽车在充电过程中易发生火灾事故,为了提高电动汽车充电站火灾检测实时性,提出一种基于YOLOv4-Tiny-CBAM的电动汽车充电站火焰烟雾多目标实时检测与预警算法：选用YOLOv4-Tiny轻量级网络模型实现在低算力平台流畅运行;引入Kmeans-GA算法重新计算锚框值;引入卷积注意力机制模块（CBAM）以加强网络对火焰烟雾特征提取能力以提升检测精度;将电动汽车充电站监控视频作为模型检测输入源,实现就地端实时检测。实验结果表明：该改进算法模型参数量为6.143M,视频检测FPS值为43,mAP值为86.76%,具有较好的目标连续跟踪能力,满足实时检测的需求,对无人化电动汽车充电站安全运行以及火灾应急处置具有重要意义。     

基于空洞卷积和特征融合的单阶段目标检测算法

针对SSD多尺度目标检测过程中存在的目标漏检和错检问题,提出了一种融入多维空洞卷积和多尺度特征融合的目标检测算法。在卷积神经网络输出的多尺度特征中,浅层具有更多的细节信息,深层具有更多的语义信息,根据这一特点,对浅层网络采用了3种多维空洞卷积的浅层特征增强模块,获得具有语义信息的特征图,将增强后的特征图进行下采样,融合不同层的特征;同时在深层网络引入通道注意力模块,对通道进行权重分配,抑制无用信息,提高目标的检测性能。研究结果表明：该算法在PASCAL VOC数据集上检测精度为79.7%,比SSD算法提高了2.4%;在KITTI数据集上检测精度为68.5%,比SSD算法提高了5.1%,检测速度达到了实时性的要求,有效地改善了目标的漏检和错检。     

G-YOLO:基于改进YOLOv5的嵌入式小目标缺陷检测算法

针对人工检测缺陷模式或YOLOv5等深度学习算法对工业产品的缺陷检测存在识别准确率低、模型参数规模大等问题,提出一种对微小缺陷端到端检测的嵌入式算法G-YOLO.该算法使用卷积核为3和卷积核为1的双层卷积FConv模块,改善了原单层卷积带来的参数量较大的问题;改进的轻量级跨阶段GSP模块融合坐标注意力机制用于主干网络中能够利用冗余信息实现廉价的线性操作和聚焦缺陷信息来增强特征,以提高网络对缺陷特征的提取能力;去除原YOLOv5的颈部模块,减少网络的参数量和提升网络检测速度.结果表明,G-YOLO嵌入式算法减少了模型大小,改善了缺陷检测的效果,较好地满足轻量化嵌入式模型的要求.     

基于深度学习的偏光片缺陷实时检测算法

针对现有的基于深度学习检测缺陷的方法虽然可以保证分类的准确率,但其检测速度慢,模型占用内存大,难以满足在线检测系统的实时性要求等问题,提出了一种基于深度学习的偏光片缺陷实时检测算法。首先,设计了一个新的并行模块用于构建偏光片缺陷检测网络,模块将不同尺寸大小的卷积核相混合,与传统的卷积层相比,可以融合不同尺度的特征并能提取到更丰富的缺陷特征;用深度可分离卷积替代模块中的标准卷积,这可以大大减少网络的参数量和乘法累计运算量(MACCs).其次,用非对称卷积代替并行模块中的深度可分离卷积得到并行非对称卷积模块,可以进一步减少网络的参数量。最后,使用全局均值池化层代替全连接层,大大减少了网络的参数量。实验结果表明,偏光片缺陷分类模型平均每张图片的测试时间为108 ms,模型在测试集上的准确率达到99.4%,同时模型占用内存为0.583 MB,能够满足工业中偏光片缺陷检测的实时性要求。     

3D多重注意力机制下的行为识别

为解决传统3D卷积中难以提取时空信息的缺点,提出一种适用于3D卷积网络的多重注意力机制模块.该模块是由通道结合时间子模块和空间子模块组成的多维度特征调整模块.在通道结合时间模块中,通过调整池化层和卷积层的顺序,保留更多的有效通道信息和时间信息;在空间模块中,压缩冗余时间信息以减少计算量.该模块的整体计算量较少,可嵌入到各3D卷积网络中.为验证多重注意力机制模块的性能,基于3D ResNet网络设计部署了该多重注意力机制模块,并在UCF-101和HMDB-51两个行为识别数据集上分别进行训练.结果表明,改进后的3D ResNet在UCF-101上可提升1.50%的精度,在HMDB-51可提升1.24%的精度,而参数量只增加0.24%.     

基于改进YOLOv5s的行人车辆目标检测算法

针对传统的行人车辆目标检测算法因参数量大和计算复杂度高而在现实应用中受限的问题,基于轻量化深度学习网络提出改进的YOLOv5s行人车辆目标检测算法.首先,选用ghost模块替换主干网络中部分卷积模块进行模型剪枝,同时向网络中引入注意力机制,使得网络在减少模型参数量和提升模型性能两方面实现更好的平衡;其次,采用边界框的宽高差值计算代替边界框回归损失函数中宽高比距离的计算,加速网络的收敛;最后,通过构建真实交通场景下的行人车辆目标检测数据集检验模型的准确性和实时性.实验结果表明,在保持原算法较高精度的同时,改进后YOLOv5s算法的参数量下降28%,模型大小降低27%,节省了硬件成本,拓宽了YOLOv5s算法的应用场景.     

目标跟踪中基于深度可分离卷积的剪枝方法

为了减少跟踪网络中存在的参数量和计算量大的问题,提出了基于深度可分离卷积的剪枝方法。深度可分离卷积将跟踪网络中的传统卷积层分解为逐点卷积和逐层卷积两部分。在逐点卷积中,通过逐点卷积层中权重的大小来评估输入特征图通道在线性组合中的重要程度,将较小的权重及其关联的特征通道裁减掉。在逐层卷积中,通过K-L散度来衡量逐层卷积中滤波器的相似性,将相似的滤波器裁剪掉,减少冗余。通过上述方法进行多轮迭代剪枝,从而减少跟踪网络的参数量和计算量。在VOT数据集上的实验结果表明,在精度没有下降的前提下,剪枝后网络的参数量下降了22.54%,计算量下降了17.8%。在NVIDIA TX2设备上的实验结果表明,剪枝后网络的跟踪速度在CPU上提升了14.95%,在GPU上提升了13.07%。     

改进深度可分离卷积的SSD车型识别

针对现有车辆识别方法对于车型实时识别能力不足的问题,提出一种改进的深度可分离卷积的SSD(single shot multibox detector)算法用于车型识别研究.首先,利用深度可分离卷积网络进行特征提取,并引入反残差模块来解决因通道数少、特征压缩导致的准确率下降问题.其次,以车辆的刚体特性为依据,重新设计区域候选框,减少模型参数运算量.最后,在BIT-Vehicle数据集上进行消融实验来对比不同网络模型性能差异.结果表明:改进的深度可分离卷积的SSD车型识别方法有更好的车型识别效果,可以达到96.12％的识别精度,检测速度提高至0.078 s/帧.     

改进残差神经网络在遥感图像分类中的应用

针对传统卷积神经网络随着深度加深而导致网络退化以及计算量大等问题,提出一种改进残差神经网络的遥感图像场景分类方法。该方法以残差网络ResNet50作为主框架,在残差结构中引入深度可分离卷积和分组卷积,减少了网络的参数量和计算量,加快模型收敛的同时也提升了分类精度。此外在网络中嵌入多尺度SE block模块对通道特征进行重校准,提取出更加重要的特征信息,进一步提升了网络的分类性能。在AID和UCMerced_Land Use两个公开数据集上的分类精度分别为91.92%和93.52%,相比常规残差网络分类精度分别提高了3.38%和10.24%,证明所提方法在遥感图像场景分类任务中的可行性和有效性。     

DODNet：一种扩张卷积优化的图像语义分割模型

本文在DeepLab-V2模型的基础上提出了一种扩张卷积优化的图像语义分割模型:DODNet.在DODNet中,本文采用多混洗块扩张卷积(MSDC)替换ResNet-101中的扩张卷积,通过通道混合(ChannelShuffle)为每个特征点添加相邻特征点的部分通道(channel)信息,缓解了连续级联扩张卷积带来的网格化效应;同时,本文采用Vortex-Conv模块替换掉空洞空间金字塔池化(ASPP),以增加扩张卷积对感受野信息的利用,通过像素点周围局部信息的有效融合,获取了更精确的分割结果.本文在PASCAL VOC12数据集上对算法模型进行了训练和验证.实验结果表明,DODNet模型相比DeepLab-V2模型获得了4.23%的分割精度提升,同时模型参数量减少了11.2M,计算量降低了12.2B.并且与DeepLab-V3相比,DODNet模型也获得了0.32%的分割精度提升,以及7.1M的参数量和7.7B计算量的下降.     

基于改进YOLOv4的行人检测算法

针对YOLOv4算法在行人检测中精度低,实时性差的问题,提出一种基于YOLOv4的改进算法。首先将MobileNetv2作为主干网络,在减少参数量的同时保证其特征提取能力,同时在MobileNetv2中加入Bottom-up连接,减少浅层信息的丢失;然后在特征融合网络嵌入卷积模块的注意力机制模块(convolutional block attention module, CBAM)注意力机制,增强特征的表现力;最后在分类与回归网络中加入Inception结构,进一步提高检测速度和增加网络复杂度。结果表明：在VOC数据集上,改进算法比原算法检测效果更佳,实时性更好,其精度提高了2.87%,处理速度提升了29.52 FPS;同时在真实场景下构建的数据集上,改进后的算法比YOLOv4精度提高了2.13%,具有较好的鲁棒性。     

输电线路中销钉缺陷的自适应检测技术研究

针对复杂环境背景下小尺寸目标的检测难题,基于Faster R-CNN框架提出优化算法模型．首先,在特征提取模块的残差网络中叠加残差结构,增大感受野,提高特征提取能力;然后,在卷积计算中利用可变形卷积核替代传统卷积核,对空间形变较大的目标实现自适应特征提取;最后,通过平均定位召回精度损失(aLRP loss)平衡分类与回归任务,从而提高销钉缺陷的检测精度,并用最优定位召回精度(oLRP)度量检测结果．测试集上的实验结果显示：优化算法比基线算法的平均精度均值(mAP)提升了7.6%,比未引入定位排序算法的oLRP均值降低了7.1%.     

改进YOLOv5的钢材表面缺陷检测算法

针对传统钢材表面缺陷检测方法存在检测效率低、检测精度差等问题,提出一种基于改进YOLOv5的钢材表面缺陷检测算法。首先使用GhostBottleneck结构替换原YOLOv5网络中的C3模块和部分卷积结构,实现网络模型轻量化;其次在Backbone部分引入SE注意力机制,对重要的特征通道进行强化;最后针对数据集特点在网络中增加一个检测层,强化特征提取能力,并在Neck部分增加特征融合结构,使用DW卷积替换部分标准卷积以减少运算量。实验表明,改进的YOLOv5sGSD算法,模型体积减少了10.4%,在测试集上的mAP值为76.8%,相比原YOLOv5s网络提高了3.3%,检测精度和速度也明显高于一些主流算法。相比传统的钢材表面缺陷检测方法,提出的算法能够更加准确、快速地检测出钢材表面缺陷的种类和位置,并且具有较小的模型体积,方便于在移动端的部署。     

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FS-YOLOv3及多尺度特征融合的棉布瑕疵检测

为解决传统棉布生产工艺中瑕疵检测成本高、精度低、速度慢等问题,提出一种FS-YOLOv3(Four Scales YOLOv3)网络来自动检测棉布瑕疵.该网络结合K-Means++聚类算法,以交并比为距离度量获取较好尺寸的锚框,提高检测速度.设计了4个不同尺度的卷积特征图与深度残差网络中相应尺度的特征图进行融合,有效地...     

基于改进YOLOv5s的轻量化交通灯检测算法

针对目前交通灯检测算法网络模型参数量过大、实时性差的问题,提出了一种基于改进YOLOv5s的轻量化交通灯检测算法.首先,用轻量化网络MobileNetv3替换原主干网络并引入注意力机制,在对检测精度影响不大的前提下降低模型参数量;然后,使用深度可分离卷积替换颈部网络中的传统标准卷积,进一步降低模型参数量;接着,针对交通灯尺度小的特点,删除检测大目标的检测层;最后,改进边框回归损失函数,提升边框检测精度.同时,为了能实时部署在嵌入式平台,该算法对网络进行通道剪枝实现模型压缩和加速.实验结果表明,该算法在嵌入式平台NVIDIA Jetson Xavier NX上能达到48.1帧/s的检测速度,相比原始YOLOv5s牺牲了1.5%的mAP,但是该模型体积压缩了54.3%,检测速度提高为原来的2.6倍,可以满足在交通道路中实时对交通灯检测的需要.     

基于特征融合SSD的微电连接器缺陷检测

提出基于多尺度特征融合单次多框检测器(SSD)算法,对微精密玻璃封装电连接器的缺陷进行检测．针对SSD算法在背景复杂、噪声干扰多、目标特征微弱环境下,特征提取能力弱、检测精度低的问题,在主干网络加入深度残差结构,丰富细节信息;针对在卷积网络中关键信息逐步丢失问题,提出了自顶向下的多尺度特征融合方法将含有上下文信息的高语义层与含有位置信息的低层特征进行融合,使得融合后的特征层包含丰富的边界信息和背景信息;在此基础上,构建了一种轻量级的通道注意力模块,增强SSD算法对特征层重要特征的提取并弱化无关特征,从而提高SSD网络的特征提取能力．实验结果表明：改进算法相对于原始的SSD算法,精度由86.42%提高到了91.28%.