改进的SSD-ResNet算法

单次多边界框检测器(single shot multibox detector, SSD)算法因其性能优良已被应用于许多场景中，但该算法对小目标物体的检测精度偏低，主要原因是高层的语义信息没有被充分利用。为解决该问题，文章将其基础网络替换为残差网络(residual network, ResNet),同时融合深浅层的特征信息来增强浅层特征图的语义信息，此外还引入注意力模块，保留更多的目标特征信息，抑制无关信息，进一步提升对小目标物体的检测效果。在PASCAL VOC2007数据集上进行实验测试，平均精度均值为80.2%,优于其他SSD改进算法。由于增加了特征融合和注意力模块，所提算法检测速度有所下降，但相比于SSD改进算法，检测速度仍有明显的优势。     

基于YOLOv5s的轻量化朱鹮检测算法研究

针对当前朱鹮检测算法模型参数较多、计算量大的问题，本文设计研究了一种基于YOLOv5s的高性能轻量化网络模型。首先，结合EfficientNet网络中的MBConvBlock对原主干网络进行重构，大幅降低网络参数；同时在浅层网络中采用Stem模块，提升浅层网络的特征提取能力；然后改进卷积注意力模块(CBAM),即将其中的通道注意力替换为高效通道注意力模块(ECA),避免了降维操作，有效提取了邻近通道间的信息，且大幅降低了通道注意力的参数数量，并将其嵌入特征融合网络路径聚合网络(PANet)中，达到了引入微小参数数量而有效提升网络性能的目的，并将其命名为高效卷积注意力模块(ECBAM)。最后，在自建朱鹮数据集和公共数据集PASCAL VOC、COCO上进行实验，实验结果表明，与YOLOv5s算法相比，本文算法模型参数数量降低了52.37%,计算次数降低了54.55%,在自建朱鹮数据集上P_mAP@0.5:0.95仅降低了约2个百分点，达到0.666,在公共数据集PASCAL VOC上P_mAP@0.5达到0.792,在公共数据集COCO上P     

基于改进YOLOv4的轻量化目标检测方法

针对检测模型参数量大,难以在嵌入式设备上部署等问题,设计了一种改进的YOLOv4目标检测算法.该算法使用轻量化的MobileNetV1替换CSPDarketnet53主干特征提取网络,并将后续网络中的3×3卷积替换为深度可分离卷积,极大地减少了模型的参数量;在检测头加入NAM注意力模块,增强网络对细节信息的提取能力;采用SDIoU Loss作为边框回归损失,在加快收敛速度的同时提高了检测精度.实验表明：与YOLOv4-CSPDarknet53相比,改进算法在PASCAL VOC07+12数据集上训练出来的模型大小为47.19 M,约为原来的五分之一,FPS提升了40(f/s),mAP提升了2.4%.与YOLOv4-Tiny、YOLOv5s、YOLOv7等目标检测算法相比,具有兼顾检测速度与精度的特点.     

基于3D注意力的MobileNet图像分类算法改进

针对MobileNetV2网络在图像分类任务中特征表达不足的问题，提出一种结合注意力机制对MobileNet网络的改进策略。利用一种新颖的高效且无参的注意力模块，同时结合I-block模块来替换MobileNet网络中的倒残差模块，采用RReLU激活函数替代原ReLU激活函数保留更多特征，结合inception结构进行多尺度特征提取与融合，使其可以提供更强的多尺度特征表达并服务于图像分类任务，使用数据扩增技术，生成更多样本。与6种方法进行对比，实验结果表明，采用3D注意力机制的网络在数据集CIFAR-10、CIFAR-100上以最少的网络参数分别取得94.09%和75.35%的最高精度，表明该改进方法可以有效地进行快速图像分类。     

基于改进Cascade R-CNN模型的机器人抓取检测研究

为提高多物体抓取检测网络的抓取检测准确率，提出一种基于改进Cascade R-CNN模型的机械臂抓取检测算法.首先，引入ResNeXt结构能够在不加大网络设计难度的前提下提高了模型的准确率；引入带空洞卷积的空间金字塔池化模块以解决分辨率较低的问题；接着对抓取框回归分支和角度分类分支以分治方法进行优化.其次，针对多物体抓取数据集缺乏的问题，构建多目标抓取数据集(multi-object grasping dataset, MOGD),有效地扩充了多物体抓取检测数据集.最后，基于改进Cascade R-CNN模型设计抓取检测网络，实验结果表明，改进后的算法效率更高，PI-Cascade R-CNN实验准确率为93%,较Cascade R-CNN提升1.5个百分点.     

基于改进YOLOv5的鱼群小目标检测优化算法

随着深度学习技术的发展，水下图像检测近年来受到广泛的关注，为了克服在复杂水下环境下传统小鱼群的误检、漏检和识别准确率低等问题，提出一种改进YOLOv5的目标检测方法(INV-YOLOv5)。该方法包括将YOLOv5m中的Focus模块替换为卷积模块，提高网络精度；在主干网络(Backbone)中添加多头自注意力机制，增大网络特征提取视野；最后，在网络中引入了内卷算子和加权的特征融合，降低网络的参数量，提高检测精度。在实验阶段，使用Labeled Fishes in the Wild数据集和WildFish数据集验证，该方法的平均精度(mAP)分别为81.7%和83.6%,与YOLOv5m网络相比分别提升了6%和14.5%,不仅拥有较高的识别率并且更加轻量化，而且模型大小与YOLOv5m网络相比减少了6 M(Mega)左右，验证了所提出的改进方法具有较好的效果。     

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。     

一种面向移动端应用的实时目标检测算法

针对目标检测算法部署在移动端存在内存消耗大、精度低等问题,在NanoDet模型的基础上提出一种引入改进注意力机制的轻量级目标检测网络。首先,设计通道双池化及空间双向拆分的注意力模块,在尽可能不增加计算消耗的同时加强网络对感兴趣区域的关注能力;其次,引入空洞卷积及Mish函数增加网络的感受野及特征判别能力,并缩减冗余的降采样单元结构以加快网络的实时性;最后,在MS COCO2017数据集及安卓设备上的实验验证可知,本文算法在少量模型参数下提高了检测准确率,并保证30帧/秒的移动端检测速度,效果优于YOLO系列等轻量级网络。实验结果表明,本文算法参数量较YOLO系列模型参数量更低,更适合移动端和嵌入式设备的实时目标检测场景。     

基于改进YOLOv4的车辆目标检测算法

针对公路上高速行驶的车辆检测常常存在错检、漏检的问题,对YOLOv4算法进行改进优化．首先,将CSPDarknet53-tiny作为主干特征提取网络,并对网络中的ResBolck＿body模块中的残差边与GhostModule模块结合代替原始特征网络CSPDarknet53,从而简化网络结构,同时提高其检测精度;然后,将原算法中的SPPNet模块结构替换为ASPPNet,增大网络感受野,降低参数计算量,使模型能够在保持精准度的同时更加轻量化;最后,将注意力机制模块SENet结构嵌入特征金字塔PANet的两个不同位置,使其可对不同重要程度的特征进行相应处理．在BDD100K数据集实验中,原YOLOv4算法训练后得到的模型的平均精度(AP)为88.27%,改进优化后的YOLOv4模型AP为90.96%,改进后的YOLOv4算法相比原算法AP提高了2.69%．在实际真实场景数据集实验中,改进优化后的YOLOv4算法比原算法AP提高了3.31%．实验结果表明,本文提出的方法可以有效提高YOLOv4算法对车辆目标检测的精度．     

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％.     

基于改进TADW的链路预测算法

针对经典的节点相似性链路预测算法只考虑网络拓扑结构或者节点属性信息的问题,使用词嵌入模型Word2vec学习得到节点文本属性信息的表示,进而改进TADW(text-associated deep walk)算法,弥补其语义信息表示能力的不足.基于改进的TADW图嵌入方法提出一种融合网络拓扑结构和节点属性信息的相似性指标,并基于此相似性指标提出链路预测算法.在三个真实数据集上的实验结果表明所提出算法可以提高预测精度,并具有更好的鲁棒性,同时使用图嵌入的方法有效解决了网络数据的稀疏性问题.     

融合上下文信息和注意力的遥感小目标检测

针对Faster-RCNN算法在遥感图像当中对小目标的漏检、检测精度不高等问题作出改进.用特征提取能力更强的ResNet50网络替换VGG16;同时为了加强对遥感小目标信息的提取,引入特征金字塔,添加多尺度扩张卷积模块来增强特征金字塔的上下文特征,扩充小目标信息,使用通道注意力机制来减少特征融合过程中带来的信息混淆,提高模型对遥感小目标的检测效果.实验表明,所改进的方法在HRRSD遥感数据集达到86.7%的检测精度,较改进前提升了5.2%,同时检测效果也优于当前的一些主流检测模型,证明了改进后模型的有效性.     

多尺度改进Xception的花卉图像分类方法

针对传统图像分类方法在花卉图像上存在分类效果不佳的问题,提出一种改进Xception网络的方法。首先结合Res2net中的多尺度模块来提高模型特征信息的丰富度,提出Multi＿Xception网络,接着使用1×1卷积核对多尺度深度可分离卷积模块的输入特征图进行信道压缩,减少模型参数的同时进一步丰富模型特征信息,提出Multi2＿Xception网络。将改进模型应用于Flowers Recognition花卉数据集分类,实验结果表明,该方法相较于原算法分类准确率提升了1.64%,F1-score提升了0.018,验证了多尺度Xception网络的有效性。     

可堆叠重校准特征金字塔目标检测方法

无人机、车载识别等边缘设备应用日益增长,对模型参数量、检测速度以及精度提出了进一步的要求。为了提高目标检测在这些领域的项目落地能力,提出一种可堆叠重校准特征金字塔模块以及改进的SR-YOLOv3目标检测网络,使用对边缘设备友好的主干网络作为特征提取网络,通过堆叠轻量的金字塔模块,在减少参数数量的同时,提高检测精度及速度。在公开的目标检测数据集PascalVOC上进行性能评估,实验结果显示,该改进算法的参数量有明显下降,且计算速度得到提升。     

面向垃圾图像分类的残差语义强化网络

为更好地保护生态环境并提高可回收垃圾的经济价值,针对现有的垃圾识别方法面临的分类背景复杂、垃圾目标形态变化多样等问题,提出一种面向垃圾图像分类的残差语义强化网络,能从复杂背景中剥离前景语义目标。该网络以骨干残差网络为基础,利用视觉概念采样、推理以及调制模块实现视觉语义的提取,并通过注意力模块消除语义层次和空间分辨率与视觉概念特征的差距,从而对垃圾目标形态变化更加具有鲁棒性。通过在Kaggle开源的12分类垃圾数据集及TrashNet数据集上进行实验,结果表明,相较于骨干网络ResNeXt-50和其他深层网络,该算法均取得了性能的提升,在垃圾图像分类任务上有较好表现。     

改进YOLOX在行人目标检测中的应用研究

针对现有算法在行人目标检测中存在精度低、速度慢、算法鲁棒性有限的问题，提出了一种基于深度神经网络目标检测算法YOLOX-L改进的行人目标检测算法YOLOX-H.使用改进型的主干特征提取网络HarDNet85替换原有的CSPDarkNet53,新的主干特征提取网络相较于原有的网络具有更强的特征提取能力以及更快的速度，同时提升了网络检测较大目标的能力.在HarDNet85卷积神经网络中引入了Softplus激活函数提升算法的检测精度，构建了CityPersons、PRW、ETHZ和MOT17多场景的联合数据集，以提升网络对于行人目标检测的鲁棒性.在联合数据集上的实验表明：YOLOX-H相比于YOLOX-L,每秒检测帧数(FPS)提高了32.95%,检测精度提高了3.1%,大目标检测精度提高了6.9%.     

基于SAT-GCN的花样滑冰选手动作检测算法研究

针对花样滑冰运动人体运动轨迹复杂、动作类型多样、普通人肉眼难以区分且常规的行为识别方法识别准确率低的问题，提出了一种基于时空图卷积网络与多通道注意力机制融合方法 (SAT-GCN)的花样滑冰动作识别算法。该算法首先将视频提取成连续的单独帧，使用OpenPose算法提取人体骨骼关键点数据，降低背景噪声干扰；然后使用时空图卷积算法对骨骼关键点数据进行动作分类。算法对时空图卷积算法进行改进，加入了多通道时空注意力机制融合模块，使得模型更加关注重要的关键点、时间帧片段、特征；使用时序卷积网络(TCN)提取人体骨架关键点在时间序列上的特征；使用SoftMax对提取后的特征进行动作分类。在花样滑冰数据集FSD-10和公开的人类行为数据集Kinetics-Skeleton上进行训练和测试，与改进前的时空图卷积网络(ST-GCN)进行对比，本文所提算法的预测准确率在2个数据集上均有所提升，验证了多通道注意力机制融合方法在花样滑冰选手动作检测任务中的有效性。     

一种道路裂缝检测的变尺度VS-UNet模型

为解决目前现有的图像分割算法存在检测精度低、对裂缝检测缺乏针对性等问题,采用多尺度特征融合方法,提出一种扩展LG Block模块Extend-LG Block,其由多个并行不同膨胀率的空洞卷积组成.通过参数可调节分支数量和空洞卷积膨胀率,从而改变其感受野大小,进而提取和融合不同尺度的裂缝特征.对比在深层使用多尺度特征融合模块的网络以及使用固定尺度结构进行多尺度特征融合的网络的优劣,提出一种变尺度结构的UNet模型VS-UNet,使用多个不同参数的Extend-LG Block替换UNet网络中的基本卷积块.该结构在网络浅层进行多尺度特征融合,多尺度特征融合模块提取的尺度随网络层加深逐渐减少.此结构在加强图像的细节特征提取能力的同时保持原有的抽象特征提取能力,还可避免网络参数的增加.在DeepCrack数据集以及CFD数据集上进行实验验证,结果表明,相较于其他两种结构和方法,提出的变尺度结构的网络在有更高检测精度的同时,在可视化实验对比上对各种大小的裂缝有更好的分割效果.最后与其他图像分割算法进行对比,各项指标与UNet相比均有一定程度提升,证明了网络改进的有效性.研究结果可为进一步提升道路裂缝检测效果提供参考.     

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.     

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。