改进多层尺度特征融合的目标检测算法

为提高小目标检测任务的准确率和稳定性,解决SSD(single shot MultiBox detector)算法在小目标识别和定位过程中准确率较低的问题,基于SSD算法提出一种改进方法.在原始的SSD卷积网络结构上进行修改和优化,通过特征图之间的特征融合,重构卷积预测特征图上的物体特征信息.考虑到网络复杂度增加带来的...     

基于深度学习的遥感图像目标检测与识别

为解决目前的遥感图像目标检测算法存在的对小尺度目标检测精度低和检测速度慢等问题,提出了一种基于深度学习的遥感图像目标检测与识别算法。首先,构建一个含有不同尺度大小的遥感图像的数据集用于模型的训练和测试;其次,基于原始的多尺度单发射击（SSD）网络模型,融入了设计的浅层特征融合模块、浅层特征增强模块和深层特征增强模块;最后,在训练策略上引入聚焦分类损失函数,以解决训练过程中正负样本失衡的问题。在高分辨率遥感图像数据集上进行实验,结果表明所提算法的检测平均精度均值（mAP）达到77.95%,相较于SSD网络模型提高了3.99个百分点,同时检测速度为33.8 frame/s。此外,在拓展实验中,改进算法对高分辨率遥感图像中模糊目标的检测效果也优于原多尺度单发射击网络模型。实验结果说明,所提改进算法能够有效地提高遥感图像目标检测的精度。     

基于多尺度联合权重分配的目标检测算法

针对SSD（single shot multibox detector）算法在复杂交通场景下对交通标志小目标识别效果不佳的问题,提出一种基于多尺度特征互补和重点特征信息挖掘（multi-scale feature complementary fusion and key feature information mining SSD,MK-SSD）的目标检测改进算法。利用跨阶段局部网络设计多尺度特征互补模块,同时构建多路径特征融合网络,有效提升浅层网络对小目标的特征提取能力。设计联合权重分配模块,将感知域与重点信息挖掘相结合,更高效地利用重点特征信息并抑制对非重点信息的关注度。利用轻量化残差块对预测网络进行改进,提升目标检测能力。经实验分析,改进后的算法在自制交通标志数据集上平均准确率达到89.64%,在保证实时性的同时,相较于YOLO系列和SSD系列算法拥有更高的检测精度,能检测出大部分SSD网络漏检的小目标。     

基于深度学习的实时车辆检测研究

针对城市交通复杂场景下车辆检测存在准确率低的问题,提出改进SSD(单发多箱探测器)目标检测算法。首先基于轻量化的PeleeNet(一种基于密集卷积网络的轻量化网络变体)网络结构改进SSD算法中VGG16(视觉几何群网络)特征提取网络,在保证提取丰富特征的前提下,有效地减少模型参数,提高模型的实时性;其次设计了多尺度特征融合模块和底层特征增强模块,提高特征的表达性能;最后根据数据集中目标的大小调整默认框的长宽比例,并在后三个特征层的每个单元上增加默认框。实验结果表明,改进后的目标检测算法的准确率mAP(平均精度)为79.83%,与原始SSD相比提高了2.25%,并验证了改进SSD算法的有效性。     

融入特征融合与特征增强的SSD目标检测

针对SSD算法在目标检测过程中对小目标检测的不足,提出了一种基于SSD算法的一阶段目标检测器——FIENet（feature integration and feature enhancement network）。在FIENet中设计了两个模块,一是特征融合模块,该模块对SSD浅层的特征映射信息进行融合以提高小目标检测能力;二是特征增强模块,该模块采用了残差网络（Res2Net）以及注意力机制（attention）,对特征融合后的模块以及SSD中的深层特征映射进行增强。为了更好地检测小目标,还调整了浅层特征映射先验框的数量。为了评价FIENet的有效性,在PASCAL VOC2007以及MSCOCO数据集上进行了实验。实验结果表明,在PASCAL VOC2007数据集上检测精度（mAP）较SSD提高3.1个百分点,对小目标bird、bottle、chair、plant检测精度分别提升了3.6、9.5、5.4、5.5个百分点。在COCO数据集上达到29.4%的检测精度（mAP）。实验结果证明FIENet网络在保持实时性的同时可以达到较高的检测精度。     

基于深度学习的遥感图像目标检测与识别

为解决目前的遥感图像目标检测算法存在的对小尺度目标检测精度低和检测速度慢等问题，提出了一种基于深度学习的遥感图像目标检测与识别算法。首先，构建一个含有不同尺度大小的遥感图像的数据集用于模型的训练和测试；其次，基于原始的多尺度单发射击（SSD）网络模型，融入了设计的浅层特征融合模块、浅层特征增强模块和深层特征增强模块；最后，在训练策略上引入聚焦分类损失函数，以解决训练过程中正负样本失衡的问题。在高分辨率遥感图像数据集上进行实验，结果表明所提算法的检测平均精度均值（mAP）达到77.95%，相较于SSD网络模型提高了3.99个百分点，同时检测速度为33.8 frame/s。此外，在拓展实验中，改进算法对高分辨率遥感图像中模糊目标的检测效果也优于原多尺度单发射击网络模型。实验结果说明，所提改进算法能够有效地提高遥感图像目标检测的精度。     

基于改进的Faster RCNN面部表情检测算法

针对真实环境下多目标表情分类识别算法准确率低的问题,提出一种基于改进的快速区域卷积神经网络（Faster RCNN）面部表情检测算法。该算法利用二阶检测网络实现表情识别中的多目标识别与定位,使用密集连接模块替代原始的特征提取模块,该模块能够融合多层次特征信息,增加网络深度并避免网络梯度消失。采用柔性非极大抑制（soft-NMS）改进候选框合并策略,设计衰减函数替换传统非极大抑制（NMS）贪心算法,避免相邻或重叠目标漏检,提高网络在多目标情况下的检测准确率。通过构建真实环境下的表情数据集,基于改进的Faster RCNN进行实验测试,在不同场景中能够检测出目标的面部表情,检测准确率相比原始检测模型提高5%,取得较好的检测精度。     

基于优化SSD的低空无人机检测方法

针对浅层特征缺乏语义信息和小目标特征不显著的问题,提出了一种基于多尺度特征融合和注意力的低空无人机（unmanned aerial vehicle,UAV）检测方法。首先提出一种多尺度特征融合模块,将不同尺度的特征图进行有效融合,使浅层特征图的细节纹理信息和深层特征图的语义信息得到充分的利用,改善浅层特征语义信息不足的问题。然后在网络特征图输出处引入一种不降维局部跨信道交互策略和核大小自适应选择的通道注意力机制,以极其轻量级的方式获取跨通道的交互信息。为使先验框和有效感受野匹配,优化默认框设置方法,更好地检测小目标。使用自制无人机数据集进行验证,结果表明改进后算法平均准确率为84.07%,比原始SSD（single shot multibox detector）算法提高了7.81个百分点,检测速度达到31.3?frame/s。     

感受野特征增强的SSD目标检测算法

SSD （Single Shot multi-box Detector）算法是在不同层的特征图上,进行多尺度对象的检测,具有速度快和精度高的特点.但是,传统SSD算法的特征金字塔检测方法很难融合不同尺度的特征,并且由于底层的卷积神经网络层具有较弱的语义信息,也不利于小物体的识别,因此本论文提出了以SSD算法的网络结构为基础的一种新颖的目标检测算法RF_SSD,该算法将不同层及不同尺度的特征图以轻量级的方式相融合,下采样层生成新的特征图,通过引入感受野模块,提高网络的特征提取能力,增强特征的表征能力和鲁棒性.和传统SSD算法相比,本文算法在精度上有明显提升,同时充分保证了目标检测的实时性.实验结果表明,在PASCAL VOC测试集上测试,准确率为80.2%,检测速度为44.5 FPS.     

注意力与多尺度有效融合的SSD目标检测算法

针对传统的SSD目标检测算法在进行多尺度目标检测时,存在特征图有效信息弱和困难目标漏检率大等问题,提出一种改进的SSD目标检测算法。首先,在网络特征图输出处引入即插即用的轻量级注意力机制,通过不降维、局部跨通道交互以及核大小自适应选择等操作,在保持网络原始计算量的同时有效突出特征图中关键信息。该模块有利于增强背景信息和目标信息差,可以在有效提升网络性能的同时,不增加网络的复杂性。然后,构造了一种新的特征融合模块,可以将不同尺度的特征图进行有效融合,使浅层特征层既含有丰富的细节信息,又能充分利用上下文语义信息。多尺度融合模块有利于丰富特征图信息,提升网络对困难目标的检测性能。使用公开的PASCAL VOC数据集验证该方法,改进后的网络在PASCAL VOC2007测试集上的检测精度达到了79.6%,比原始SSD算法提升了2.4个百分点,在遮挡目标数据集上提升了4.7个百分点,充分证明改进方法具有一定的时效性和鲁棒性。     

改进SSD算法在交通标志检测中的应用

针对交通标志检测存在误检率高、鲁棒性差等问题,提出了一种改进SSD(single shot multibox detector)的交通标志检测方法。首先从不同维度提取交通标志的位置和方向感知信息,改善目标在浅层特征图上的感受野区域。其次使用特例化的卷积内核对深层特征图进行条件参数卷积,增强交通标志的特征表达能力。最后对通道注意力机制进行改进,在特征通道中融入目标空间信息,提升交通标志目标的显著性。实验结果表明,提出的方法相较于原始SSD在CCTSDB数据集上的检测精度提升了7.6个百分点,检测速度达到87.5 FPS;在LISA数据集上的平均准确率为94.6%,检测速率为85.0 FPS。相比于其他的检测方法,改进后的SSD算法在复杂的自然场景中对交通标志具有更好的鲁棒性。     

改进的R-SSD全景视频图像车辆检测算法

针对SSD算法在检测全景视频图像车辆目标时存在准确率低、漏检率高的问题,构建了一种改进的SSD网络,命名为R-SSD,并提出了一种基于R-SSD的全景视频图像中车辆目标检测算法。在原SSD网络之前增加了一个RPN*网络,目的在于过滤负样本先验框并粗略调整先验框的位置和大小,为后续回归提供好的初始条件。在原SSD和RPN*网络之间构建了传输转换模块,实现两个网络间的特征融合,并增加低层特征信息,从而提高目标的检测效果。在同时兼顾了RPN*网络和SSD*网络损失函数的基础上提出了新的损失函数,应用了二分类和多分类的方法,使回归操作更加精确。将采集的全景视频图像数据分为训练集和测试集,通过对比实验,表明提出的R-SSD算法检测精度可达90.78%,明显优于SSD算法,可较好地解决全景目标车辆检测中误检率较高、漏检率较高等问题。     

特征信息增强的单发多框检测器算法

单发多框检测器算法（Single Shot Multibox Detector,SSD）采用多个特征层进行目标检测,但每一层都是独立使用的,这种结构忽略了上下文信息,不利于提高小目标检测的精度。为了提高传统SSD算法精度,提出了一种特征信息增强的SSD算法（Feature Information Enhancement Based Single Shot Multibox Detector,FESSD）,其核心是一个特征信息增强模块。首先提出一个特征融合模块来对不同特征层进行融合和细化。然后采用一种挤压和激励模块（Squeeze and Excitation block）来自适应地获取每个特征通道的重要程度,从而增强有用信息和抑制无用信息。最后仿真结果表明,相比于传统SSD算法,FESSD算法能够有效地提升目标检测的精度。     

基于改进SSD算法的车辆检测

SSD算法利用多尺度特征图进行分类和位置回归,检测小目标效果优于YOLO算法,但SSD算法在进行车辆检测时存在漏检问题。为此,提出一种改进SSD算法。为提取更多的车辆特征信息,设计改进Inception模块替代SSD网络中的Conv8、Conv9和Conv10层。将浅层特征的位置信息和深层特征的语义信息进行均衡化融合,构建多尺度特征融合均衡化网络,提高小目标车辆识别率。在特征提取层均引入SENet,对不同特征通道的重要性进行重标定以提高模型性能。实验结果表明,改进后SSD算法在自制的车辆数据集上平均精度为90.89%,检测速度达到59.42 frame/s,相比改进前的SSD算法,在精度和速度上分别提高2.65个百分点和17.41 frame/s,能够更快速、准确地对图像中的车辆进行识别和定位。     

融合特征增强和自注意力的SSD小目标检测算法

SSD是一种多尺度目标检测算法,由于浅层特征图缺乏语义信息,导致小目标的检测准确率低。针对这个问题,提出一种融合特征增强和自注意力的SSD小目标检测算法FA-SSD。该算法在SSD基础上构建一条自深向浅的递归反向路径,此路径包含三个模块：深层特征增强模块利用路径深层多尺度特征图生成的上下文信息和最深层特征图的语义信息,增强深层特征信息的表达能力;上采样特征增强模块通过扩大特征图的感受野,增强反向路径中上采样特征图的语义信息;自适应特征融合模块引入自注意力机制自适应地融合相邻的浅层特征图和上采样特征图,生成新的具有强语义和精确位置信息的特征图。实验结果显示,在PASCAL VOC和TT100K数据集上,FA-SSD的mAP最高达到了92.5%和80.2%,表明该检测算法能够增强浅层特征图的语义信息,对于复杂场景下的小目标有着较好的检测效果。