基于YOLOv5的轻量化端到端手机检测方法

针对监控图像中手机尺寸较小、分辨率低且特征不明显等问题，给检测算法研究带来了困难。提出了一种改进的YOLOv5网络模型方法用来识别手机的使用。改进的检测算法引入轻量级网络GhostNet作为主干提取网络，将GhostConv模块、C3Ghost模块分别代替主干网络中的Conv基本卷积模块和C3模块，减小网络参数和复杂度；同时，将注意力机制CBAM引入到主干网络中，减少融合后冗余特征的影响，提取到目标区域中更加关键的特征信息；使用四尺度特征检测，在原算法基础上对应的增加检测层，用以提高更小目标的检测精度。实验结果表明，改进后的YOLOv5算法准确率达到95.7%,平均精度达到97.1%,比改进前训练的准确率和平均精度分别提升了2.5%和1.8%,运算量和参数量较改进前分别减少了14.3%和24.5%。改进的YOLOv5算法不仅具有轻量化优势，同时保证了准确率和平均精度。该方法为智能监测技术行业违规使用手机提供了理论依据和技术参考。     

基于改进MobileNetV3烧结断面火焰图像识别

烧结机尾断面火焰图像蕴含大量与烧结终点相关的特征信息，充分利用烧结火焰图像特征信息进行在线判断烧结终点状态，具有可行性及工程实际意义。针对烧结机尾断面火焰图像特征信息难以提取、识别精度低以及难以满足实时性等问题，提出一种基于改进的MobileNetV3烧结断面火焰图像识别算法。以MobileNetV3作为烧结终点火焰状态特征信息提取的基础模型，引入注意力机制；改进通道注意力结构，减少特征损失提高识别精度；引入空间注意力机制，设计双分支通道空间注意力模块精确捕捉了红火区在烧结断面火焰图像中的位置和内容信息；引入数据增强和余弦退火学习率来提高模型的泛化能力，并采用冻结训练策略加速模型收敛。在烧结火焰数据集上的实验表明，该算法能够充分利用烧结火焰图像中的特征信息，识别准确率达到97.54%，较改进前提高了6.41%。     

基于多层注意力机制的4DC-BGRU脑电情感识别

为了提高脑电情感识别的准确率，提取更丰富的特征信息，提升网络模型稳定性，提出一种改进的基于多层注意力机制的脑电情感识别模型。在特征提取方面，将原始脑电信号转换成四维空间 频谱 时间结构，提取丰富的脑电信息。在网络模型方面，构建双路卷积神经网络学习空间及频率信息，有效提取多尺度特征，增加网络宽度来学习更丰富的特征信息；在卷积层及池化层后融入批量归一化层，防止过拟合。最后，构建多层注意力机制 双向门控循环单元模块处理时间特征并配合Softmax分类。采用双向门控循环单元学习更全面的上下级特征信息。利用多层注意力机制使四维特征中不同时间切片与整体时间切片之间产生关联。该文在DEAP数据集唤醒度和效价两个维度进行了评估实验，二分类平均准确率分别为96.38%和96.73%，四分类平均准确率为93.78%。实验结果显示，与单路卷积神经网络及其他文献算法相比，该文算法的平均准确率有所提高，表明该算法可以有效提升脑电情感识别性能。     

多工况下基于EEMD-ICNN的输油管道泄漏识别

针对多工况下管道泄漏信号预处理繁琐、误报率高的问题，提出了一种集合经验模态分解(EEMD)结合改进卷积神经网络(ICNN)的泄漏识别模型。所用识别方法采用EEMD将泄漏信号分解成若干个具有稳态性能的固有模态分量(IMF),通过相关系数划分出噪声主导向量并予以去除实现信号重构；提取重构信号的一系列指标特征作为ICNN模型的输入进行特征提取，实现管道多工况分类；ICNN在每个卷积层和池化层之间加入批量归一化层，以此加快网络训练速度。结果表明：所提模型能够快速准确识别出停泵、调阀、泄漏、正常工况，且在较少训练数据下平均识别准确率可达98.25%。与未改进的CNN和SVM分类识别模型相比，该方法有效提高了识别准确率。     

基于改进YOLOv5的输电线路绝缘子 识别方法

针对输电线路绝缘子识别准确率低、识别花费时间长的问题,提出一种改进的YOLOv5绝缘子识别方法。首先,通过引入超分辨率卷积网络提升数据集中图像样本质量;其次,通过引入k3-Ghost结构替换原始网络BCSP模块中的普通卷积,减少模型主干网络参数量,在主干网络尾部引入SENet注意力模块,加强模型对于通道信息的关注提升目标检测性能;在颈部网络引入DC-BiFPN结构替换原始结构,对不同尺度特征赋予不同权重以使多尺度特征进行更好的融合,提升绝缘子识别效果。最后,使用CIOU作为回归损失函数,加快网络收敛速度。实验结果表明：本文提出的方法在保证绝缘子识别准确率的同时拥有更高的识别速度,检测准确率达到89.5%,检测速度达到35.7FPS,验证了改进方法的有效性。     

改进 YOLOv5 网络的带钢表面缺陷检测方法

带钢表面缺陷检测已成为保证带钢生产质量的重要环节之一。 针对当前带钢缺陷检测算法精度有待提高等问题,提出 了一种基于 YOLOv5 网络改进的算法模型 MT-YOLOv5。 首先在主干网络中引入 Transformer 自注意力机制,使主干网络更聚焦 于图像全局特征信息的提取;其次采用 T-BiFPN 网络结构,将 Transformer 层与 BiFPN 网络结构相结合,进一步增强了图像浅层 特征信息与深层特征信息的融合;然后引入改进后的轻量化网络 RepVGG 替换主干网络中的部分卷积层,增强主干网络的特征 提取能力;最后增加预测层,检测不同尺度的目标。 实验结果表明,MT-YOLOv5 算法在 NEU-DET 数据集上的均值平均精度 (mAP)达到了 82. 4%,较原 YOLOv5s 算法提高了 5. 3%,检测速度为 65. 4 fps,更好地均衡了检测速度与检测精度。     

基于改进YOLOv5s的煤矸石目标检测算法

针对工业场景下煤矸石分拣任务检测精度低、分拣速度慢的问题，提出一种基于改进YOLOv5s的煤矸石目标检测算法。在主干网络的卷积层中加入轻量化注意力机制CBAM，以提升目标在复杂的煤渣环境中的特征表达的能力；其次，改进特征融合层为BIFPN，BIFPN结构进行了双向跨尺度连接和加权融合，以加强煤矸石浅层的特征信息和高层煤矸石位置信息，解决煤矸石颜色、纹理相近难以分类的问题；最后，在原算法DIoU的基础上增加对边界框高宽比考虑，以提升检验框检测的准确率。在工业生产环境中采集的10 000张煤矸石图像作为数据集对所提方法进行实验，实验表明，与改进前的YOLOv5s模型相比，在检测速度基本保持不变的前提下，改进算法平均精度mAP_0.5达到了93.3%，平均检测精度提高了5.1%，实现了对煤矸石进行目标检测的要求。     

一种轻量化YOLOv4输电线路防外力隐患检测方法*

输电线路多地处野外偏远，易受各种外力隐患破坏而出现安全故障。针对基于深度学习的输电线路外力隐患检测模型不能满足边缘部署的实时性需求的问题，提出一种轻量化YOLOv4的输电线路防外力隐患检测方法。首先引入深度可分离卷积，采用MobileNetv3作为YOLOv4模型的主干网络用以提取输电线路图像的多尺度特征。然后用建立的输电线路图像数据集对改进的轻量化模型进行训练、验证和测试。实验结果表明，提出的方法在输电线路外力隐患检测中准确率可达到87.73%，运算速度可达到32.49，与同类方法相比综合性能较优。     

基于改进LRCN的人体运动识别方法

针对人体运动识别中数据特征提取不充分和识别准确率不高的问题，提出了一种改进长期循环卷积网络的人体运动识别模型。首先构建出一种由多层卷积神经网络和门控循环单元组成的LRCN模型。在此基础上构建内部和外部循环层，内部循环层作用是得到所选取时间窗内部时间特征和空间特征，外部循环层作用是从子序列数据中获取其所表征状态信息之间的特征相关性和时间相关性。提出的模型在3种公开数据集上验证，准确率均高于传统的LRCN模型，然后在自建数据集上进行测试验证，识别准确率为99.7%。实验结果表明该模型在识别准确率上高于原始模型，验证了该模型的可行性。     

基于知识蒸馏的GIS关键组件红外特征识别与温变特性提取

针对气体绝缘组合电器(Gas Insulated Switchgear, GIS)红外热成像巡检缺乏对关键组件的红外特征实时识别功能、温变特性的提取缺乏针对性和易受干扰等不足，提出了一种基于知识蒸馏的轻量化改进GIS红外目标检测和温变特征提取算法。通过Mosaic和Mixup策略对变电站实际采集到的图片进行数据增强预处理，构建了3200条包含水平母线、垂直母线、互感器、断路器和隔离开关的GIS红外图谱数据集；采用YOLOX-s作为教师检测器，YOLOX-tiny作为学生检测器，使用教师网络模型指导学生网络模型进行知识蒸馏训练，进一步从整体上提升知识迁移的性能，实现对GIS不同组件的轻量化目标识别，在数据集上的测试结果表明明显优于其他目标检测算法，所提出的算法模型参数仅为19M,在上位机终端的识别速度可达29.5fps,同时保持了的82.3%的识别准确率；并采用灰阶差值算法进一步实现了对识别出的GIS组件的温度特征提取和分析。结果表明，本文所提出的算法可便于实现对智能红外终端的轻量化部署和集成，为提高GIS红外热成像巡检智能化水平和内部过热缺陷的诊断可靠性提供了一种有效方法。     

基于3DCNN的驾驶员细微动作识别

针对驾驶员相似的背景下的细微动作的动作识别，提出了一种基于X3D卷积神经网络X3D-M-GC-AE。通过引入轻量级的自注意力网络GCNet，提高对时间和空间关键特征的关注度，不引入参数量的情况下，提高检测精度；设计了一种运动增强模块，使网络对时序上的运动信息更加敏感；引入知识蒸馏，将X3D-XL作为教师网络，X3D-M-GC-AE作为学生网络，可以使用较少的参数量和计算量，达到可以实车应用的程度。实验结果表明教师网络测试精度最高可以达到75.56%，学生网络最高可以达到71.13%，该框架在车载硬件设备要求较低的情况下能够实现较高精度的检测效果。     

基于知识蒸馏与RP-MobileNetV3的电能质量复合扰动识别

针对复合电能质量扰动(power quality disturbance, PQD)识别中特征提取复杂、识别正确率低和模型难以轻量化等问题,提出一种利用递归图(recurrence plot, RP)对PQD信号可视化方法和基于知识蒸馏的模型训练方法。首先,基于RP挖掘PQD信号隐含特征并构建图像数据集,并利用深度残差收缩网络(deep residual shrinkage network, DRSN)对图像数据集进行更深层次特征提取并完成自主分类。然后,基于知识蒸馏(knowledge distillation, KD)让已训练的DRSN指导轻量化网络MobileNetV3进行训练,通过蒸馏实现知识的跨网络传输。最后,仿真实验和硬件实验表明,利用知识蒸馏训练的MobileNetV3能实现高精度且轻量化的复合扰动识别,同时在30 dB噪声环境下正确率能提升1.06%,对实际扰动信号识别效果良好,具有良好的噪声鲁棒性。     

基于轻量型网络的口罩遮挡人脸识别方法

由于口罩的遮挡会大幅降低人脸可供识别的特征，使得之前提出的人脸识别算法在现有外部环境下的识别性能大幅下降。因此，针对现有人脸识别技术在当前应用场景中的不足，本研究采用MobileNet v2轻量级卷积神经网络替换InceptionResNet-v1网络作为骨干网络对FaceNet人脸识别方法进行了改进，在简化模型参数的同时提高了模型的运算速度，并且在MobileNet V2网络中引入一种轻量型的混合注意力模块，同时将Softmax Loss与Triplet Loss加权融合作为网络模型的联合损失函数，通过调整权值达到最优后作为损失函数进行训练，提高网络的识别准确率。实验结果表明：本研究所提出的人脸识别网络在进行口罩遮挡人脸识别时，识别准确率达到92.1%,较原有人脸识别网络有大幅提升，同时识别速度也明显优于原有网络。     

基于稀疏轻量卷积神经网络的管道泄漏检测

针对传统供水管网泄漏检测问题,本文提出了一种基于稀疏轻量卷积神经网络的管道泄漏检测算法。首先通过声音传感器采集管道泄漏的声音信号,经过立体声转换、重采样、长度对齐等预处理操作后,将其转换成梅尔频谱图。然后,构建一种稀疏轻量化的卷积神经网络模型来对梅尔频谱图进行特征抽取和泄漏检测。针对声音特征图的稀疏和时延性质,本文采用Inception网络结构来进行提高模型的特征抽取能力。此外,因为该模型需要被部署到边缘侧,因此设计了一种基于SqueezeNet的轻量化卷积神经网络模型来减少模型的参数,降低模型复杂度。实验结果表明,提出的管道泄漏检测算法在保证复杂度较低的同时具有较高的识别准确率。     

基于深度学习的航拍光伏板红外图像热斑检测方法研究

针对光伏电站光伏板热斑故障难以检测的问题,结合无人机巡检技术,提出一种基于深度卷积神经网络的光伏板热斑快速检测方法。首先设计了光伏板识别模型,将Yolov4主干特征提取网络替换成轻量级网络MobileNetV2,并将PAnet网络中标准3×3卷积替换为深度可分离卷积,实现了将光伏板快速从红外图像中识别出来。为快速识别热斑并解决光伏板反光噪声问题,将MobileNetV2网络引入DeeplabV3+模型中,改进由于下采样造成的目标缺失,并将交叉熵损失函数修改为Dice损失函数来进一步提高分割精度。试验结果表明,该方法能够准确识别光伏板热斑,光伏板识别准确率为99. 56%,检测速度为22. 1帧/秒。光伏板识别后的热斑分割准确度达到95. 99%,交并比mIou达到85. 58,检测速度为24. 5帧/秒,该方法能够满足光伏板故障检测的需要。     

改进CNN的供水管道泄漏声音识别

为了检测供水管道是否出现泄漏,同时针对人工检测精度低、背景噪音难以去除和现有检测设备的实用性低等问题,研究了一种基于卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)的供水管道泄漏声音识别方法。首先设计水下机器人的供水管道内部声音实时采集系统,并利用用户数据报协议(user datagram protocol/internet protocol, UDP/IP)通信技术将该系统采集的声音信息上传至上位机,并对供水管道内的声音进行泄漏和不泄漏的划分且制作成数据集,提取泄漏音频和不泄漏音频样本的梅尔谱特征图,根据实时性选用轻量级卷积神经网络ShuffleNet V2进行训练和识别;其次引入卷积注意力模块(convolution block attention module, CBAM)到网络模型中,并对ShuffleNet V2的Unit1单元进行改进,提出了Unit1＿y单元;最后将改进后的网络与MobileNet V3、ResNet18等轻量级网络进行对比。试验结果表明,改进后的网络模型相较于其他的模型对供水管道漏泄声音识别效果最佳且参数量低,占用上位机...     

一种基于可见光巡检图像的杂草智能识别方法

目前电力巡检主要是采用无人机巡检的方式,针对无人机巡检获取的图像识别过程中,电力设备旁的杂草可能会造成安全隐患,需要对图像中的杂草进行识别。针对电力巡检的场景,提出了一种基于可见光巡检图像的杂草智能识别方法,以可见光巡检图像中杂草的特征为基础,结合卷积神经网络方法,解决可见光巡检图像中电力设备附近的杂草识别问题。通过对图像进行样本数据增广和预处理,接着引入区域生成网络,再对图像提取固定个数候选框的图像特征,和改进的图像分类网络连接在一起,得到最终的卷积神经网络模型。实验表明其准确率可以达到97.98%,检测一幅600×600大小图像需要花费的平均时间约为0.256 s,在保证了准确率的同时达到了高效识别的要求。     

基于特征融合的风机叶片表面缺陷检测模型

针对风机叶片表面缺陷检测识别率低、且易受光照影响的特点。提出一种基于卷积神经网络特征融合局部二值模式特征及核极限学习机的风机叶片表面缺陷检测方法。利用引入注意力机制的卷积神经网络提取图像深层次信息,然后提取描述图像浅层纹理信息的局部二值模式特征,采用主成分分析方法降低局部二值模式特征维度;将两种从不同层面描述图像的互补特征串行融合。用改进的麻雀搜索算法优化核极限学习机参数,利用融合的特征训练模型,得到最优模型进行缺陷识别。通过实验,在自建数据集训练后的分类准确率达到了97.5%,kappa系数达到95.1。相比利用单一特征检测,分类准确率有明显的提高。经风电场实际验证,本模型的平均分类准确率为96.3%,Kappa系数为94.5,漏报率明显降低。     

基于忆阻器卷积神经网络的表情识别

忆阻器具有纳米级尺寸、低功耗、类似神经突触等优点,在神经计算、图像分类等领域具有广阔的应用前景。本文提出了一种基于忆阻器卷积神经网络的面部表情识别方法,首先基于忆阻器构建了ResNet卷积神经网络,并对ResNet网络进行剪枝操作,然后将ResNet模型的所有卷积层以及全连接层的权重映射为忆阻器十字交叉阵列中忆阻器的忆导值。实验结果显示忆阻器卷积神经网络模型在FER2013数据集上的识别准确率为63.82%,在CK+数据集上的识别准确率为93.95%。相比与原卷积网路,准确率损失仅分别为0.31%和0.76%。最后测试了忆阻器的非理想特性对准确率的影响,为忆阻器神经网络的实际部署提供参考。     

改进卷积 Lenet-5 神经网络的轴承故障诊断方法

针对滚动轴承微弱信号在强噪声、变工况复杂环境下,难以实现有效的故障诊断问题,提出了一种改进卷积 Lenet-5 神 经网络的轴承故障诊断方法。 首先,对采集的一维时域轴承振动信号进行预处理转化成便于卷积操作的二维灰度图;其次,将 最基本的 Lenet-5 模型中的连续单向的传统卷积层改进为 Block1 模块、Block2 模块、Block3 模块,提取到更完整、更精准的特征 信息;最后,为了防止网络出现过拟合现象,采用 L2 正则化和 Dropout 优化网络。 为了验证本文所提方法在复杂工况环境的鲁 棒和泛化性能,利用滚动轴承数据集和变速箱实验数据集进行实验验证。 轴承数据集实验结果表明,本文所提出的方法在变噪 声实验中准确率平均值都在 99. 3%;在变负荷实验中,故障诊断准确率都高于 90. 26%;在变工况实验中,故障诊断准确率平均 值都高于 89. 01%;在变速箱数据集实验中,抗噪性故障诊断准确率高达 96. 3%。 采用改进的 Lenet-5 方法对滚动轴承 12 种故 障类型具有更好的分辨能力,在变工况下具有更好的抗干扰性和泛化性能。