基于改进YOLOv3的火灾检测与识别

现阶段火灾频发,需要自动进行火灾的检测与识别,虽然存在温度、烟雾传感器等火灾检测手段,但是检测实时性得不到保证.为了解决这一问题,提出了基于改进YOLOv3的火灾检测与识别的方法.首先构建一个多场景大规模火灾目标检测数据库,对火焰和烟雾区域进行类别和位置的标注,并针对YOLOv3小目标识别性能不足的问题进行了改进.结合深度网络的特征提取能力,将火灾检测与识别形式化为多分类识别和坐标回归问题,得到了不同场景下火焰和烟雾两种特征的检测识别模型.实验表明,本文提出的改进YOLOv3算法对不同拍摄角度、不同光照条件下的火焰和烟雾检测都能得到理想的效果,同时在检测速度上也满足了实时检测的需求.     

复杂场景下基于增强YOLOv3的船舶目标检测

为提升水上交通安全监管的智能化水平，进一步提高基于深度学习的船舶目标检测算法的定位精度和检测准确率，在传统YOLOv3算法基础上，提出用于船舶目标检测的增强YOLOv3算法。首先，在网络预测层引入预测框不确定性回归，以预测边界框的不确定性信息；然后，使用负对数似然函数和改进的二值交叉熵函数重新设计损失函数；其次，针对船舶形状使用K均值聚类算法重新设计先验锚框尺寸并平均分配到对应预测尺度；在网络训练阶段，使用数据增强策略扩充训练样本数量；最后，使用加入高斯软阈值函数的非极大值抑制（NMS）算法对预测框进行后处理。对各种改进方法和不同目标检测算法在真实海事视频监控数据集上进行对比实验。实验结果显示，与传统YOLOv3算法相比，带有预测框不确定性信息的YOLOv3算法的假正样本（FP）数量降低了35.42%，真正样本（TP）数量提高了1.83%，所以提高了准确率；增强YOLOv3算法在船舶图像上的平均准确率均值（mAP）达到87.74%，与传统YOLOv3算法和Faster R-CNN算法相比分别提高了24.12%和23.53%；所提算法的每秒钟检测图像数量达到30.70张，满足实时检测的要求。实验结果表明，所提算法在雾天和低照度等不良天气条件与复杂通航背景下，均能实现船舶目标的高精度稳定实时检测。     

改进YOLOv3的火灾检测

针对火灾检测中小目标检测率低、复杂场景下检测精度低和检测不及时等问题, 提出了一种改进YOLOv3的火灾检测算法. 首先, 通过改进的K-means聚类算法重新获取更符合火焰和烟雾尺寸的anchor; 其次在Darknet-53后添加空间金字塔池化, 提升了网络的感受野进而增强了网络对小尺度目标的检测能力; 然后通过CIoU改进损失函数, 在计算坐标误差时考虑中心和宽高坐标两者的相关性, 加快了损失函数的收敛; 最后使用mosaic数据增强丰富了待检测物体的背景. 在自制的数据集上训练并测试, 实验结果表明: 改进后的算法比YOLOv3火焰的AP从94%提升至98%, 烟雾的AP从82%提升至94%, 平均检测速度从31 fps提升至43 fps, 相比Faster R-CNN、SDD等算法也有更高的mAP和更快的检测速度. 因此, 改进后的算法能够更有效地进行火灾预警.     

复杂场景下基于增强YOLOv3的船舶目标检测

为提升水上交通安全监管的智能化水平,进一步提高基于深度学习的船舶目标检测算法的定位精度和检测准确率,在传统YOLOv3算法基础上,提出用于船舶目标检测的增强YOLOv3算法。首先,在网络预测层引入预测框不确定性回归,以预测边界框的不确定性信息;然后,使用负对数似然函数和改进的二值交叉熵函数重新设计损失函数;其次,针对船舶形状使用K均值聚类算法重新设计先验锚框尺寸并平均分配到对应预测尺度;在网络训练阶段,使用数据增强策略扩充训练样本数量;最后,使用加入高斯软阈值函数的非极大值抑制（NMS）算法对预测框进行后处理。对各种改进方法和不同目标检测算法在真实海事视频监控数据集上进行对比实验。实验结果显示,与传统YOLOv3算法相比,带有预测框不确定性信息的YOLOv3算法的假正样本（FP）数量降低了35.42%,真正样本（TP）数量提高了1.83%,所以提高了准确率;增强YOLOv3算法在船舶图像上的平均准确率均值（mAP）达到87.74%,与传统YOLOv3算法和Faster R-CNN算法相比分别提高了24.12%和23.53%;所提算法的每秒钟检测图像数量达到30.70张,满足实时检测的要求。实验结果表明,所提算法在雾天和低照度等不良天气条件与复杂通航背景下,均能实现船舶目标的高精度稳定实时检测。     

基于YOLOv3的船舶实时监测识别

针对水面环境复杂多变、远处小目标识别准确率低和目前目标检测算法实时性差的问题,分析以Darknet-53为主干网络的YOLOv3框架相较于其他算法的改进特点,提出一种基于YOLOv3的船舶实时监测识别方法,并在训练阶段对难识别样本进行精细训练。该方法增强了系统在不同情况下船舶分类检测与识别的准确率,提高了整个算法的鲁棒性。〖JP3〗实验数据表明,最终在整个数据集上单类平均准确率最高可达到91.82%。本文方法可应用于船舶智能驾驶的辅助支撑系统。     

基于YOLOv4与光流法的行人检测和计数方法研究

针对行人进行检测与统计的问题进行分析和研究,提出一种基于深度学习的方法.首先分析YOLOv4算法的优越性,并使用监控下获取的行人图像和YOLOv4算法,训练出深度学习模型.再在监控下进行实时行人检测和统计,针对部分实验结果精度较小的问题,采用光流法进行改进.改进后的检测速度以及检测精度基本满足行人检测和计数的需求.     

基于改进YOLOv8的森林火灾检测算法研究

随着全球天气持续变暖,高温、干旱、大风等极端天气呈现多发并发态势,导致全球范围内森林火灾频繁爆发。为了提升森林火灾检测精确率和实时性,提出了一种基于改进YOLOv8的森林火灾检测算法模型。该模型在Neck端上采样阶段中的Upsample结构后面以及每个C2F模块后面添加CBAM(Convolutional Block Attention Module)注意力机制,通过对特征通道和空间的学习,提高模型的特征提取能力,解决火焰和烟雾图像分辨率低和受不同场景因素影响导致的识别率低的问题。将该算法模型应用于火灾数据集进行训练、验证、测试发现,与原算法模型相比,经改进的算法模型的准确率和召回率分别提高了6.5%和6.8%,其中mAP@0.5提高了4.8%。实验结果表明,改进后的算法模型能够实现对森林火灾的实时监测与精确识别。     

基于改进YOLOv3的ETC车辆检测算法研究

随着ETC通道车辆违规行为的不断增加,针对该场景下不同尺度和类型的车辆检测已经成为城市交通管理的一项重要工作.论文基于高速公路ETC场景下的真实数据集,提出了一种车辆检测的优化方法.为提高算法在车辆检测方面的适用性和准确性,论文在YOLOv3算法的基础上采用GIOU作为YOLOv3的边界框回归损失函数,同时用调整过的锚...     

基于Darknet网络和YOLOv3算法的船舶跟踪识别

针对我国沿海与内陆水域区域视频监控处理存在实际利用率低、误差率大、无识别能力、需人工参与等问题，提出基于Darknet网络模型结合YOLOv3算法的船舶跟踪识别方法实现船舶的跟踪并实时检测识别船舶类型，解决了重要监测水域船舶跟踪与识别问题。该方法提出的Darknet网络引入了残差网络的思想，采用跨层跳跃连接方式以增加网络深度，构建船舶深度特征矩阵提取高级船舶特征进行组合学习，得到船舶特征图。在此基础上，引入YOLOv3算法实现基于图像的全局信息进行目标预测，将目标区域预测和目标类别预测整合于单个神经网络模型中。加入惩罚机制来提高帧序列间的船舶特征差异。通过逻辑回归层作二分类预测，实现在准确率较高的情况下快速进行目标跟踪与识别。实验结果表明，提出的算法在30 frame/s的情况下，平均识别精度达到89.5%，与传统以及深度学习算法相比，不仅具有更好的实时性、准确性，对各种环境变化具有较好的鲁棒性，而且可以识别多种船舶的类型及其重要部位。     

基于改进YOLOv3的人体行为检测

针对人体行为检测中相同行为差异大, 不同行为相似度高, 以及视觉角度、遮挡、不能实时检测等问题, 提出Hierarchical Bilinear-YOLOv3人体行为检测网络. 该网络采用YOLOv3在3个不同尺度上进行预测, 抽取YOLOv3金字塔特征提取网络中特定层作为Hierarchical Bilinear的输...     

基于改进YOLOv3行人检测研究

行人的检测与跟踪在智能交通、自动驾驶领域中均有广泛的应用。针对图像中小目标检测率低问题,提出了一种YOLOv3的改进方法,并将其应用于小目标的检测。由于小目标所占的像素少、特征不明显,为了获取更多的小目标特征信息,在YOLOv3网络结构的基础上添加三层SPP网络,通过SPP模块实现了局部特征和全局特征,SPP模块中最大的池化核大小要尽可能地接近或者等于需要池化的特征图的大小,特征图经过局部特征与全局特征相融合后,丰富了特征图的表达能力,有利于待检测图像中目标大小差异较大的情况。用改进的YOLOv3算法和原YOLOv3算法在数据集上进行对比实验,结果表明改进后的YOLOv3算法能有效的检测小目标,对小目标的平均准确率有明显的提升。     

基于改进YOLOv3的车辆尾灯检测方法

在自动驾驶场景中,对前车尾灯的检测是一个广泛且具有研究意义的问题.Darknet53是YOLOv3的特征提取网络,其使用5个残差单元对原始图像进行特征提取并采用三尺度的特征图进行融合预测,尺寸越小对大目标的特征表达能力越强.因为尾灯检测属于小目标检测,所以本文舍去Darknet53的最后一个残差单元,同时增加小尺度特征...     

基于 YOLOv5s 的轻量化森林火灾检测算法研究

针对过去无人机搭载嵌入式设备巡检森林火灾精确率低、适应性差和软硬件限制高等问题,提 出一种基于 YOLOv5s 的轻量化森林火灾目标检测算法。通过将 YOLOv5s 的骨干网络替换为轻量化网络 Shufflenetv2,并以通道重组的思想,让骨干网络对图片信息的提取效率变得更快,在保持网络精度的同时保证 检测速度;接着在 Backbone 与 Neck 的连接处加入为轻量化网络设计的 CA 位置注意力模块,可将图片不同的 位置信息聚合到通道中,使被检对象关注度得以提高;最后在预测部分使用 CIOU 损失函数,能够更好的优化 矩形框的长宽比和更快加速模型收敛。算法部署在嵌入式系统 Jetson Xavier NX 上的结果显示,改进后的网络 模型大小与对比实验方法相比,最多减少了 98%,准确率(Precision)达到 92.6%,精确率(AP)达到 95.3%,帧率 (FPS)提升到 132 帧每秒,能满足在白天、黑夜或视野良好等情况下对森林火灾的实时性预防与检测,并具有 良好的准确率和鲁棒性。     

基于YOLOv3算法的工业分拣目标检测

在工业机器人视觉导引系统中,对于不规则的工业零部件,基于模板匹配的目标检测算法难以取得较好的定位效果和识别精度。在结构化环境下,对于传统视觉目标检测算法,利用YOLOv3算法开展视觉目标检测的实践。实验结果表明,该算法的定位精度和识别精度均取得了较高的水平,可以在工业现场进行部署。     

基于改进YOLOv3的快速车辆检测方法

对图像或视频数据中的车辆进行检测是城市交通监控中非常重要并且具有挑战性的任务。该任务的难度在于对复杂场景中相对较小的车辆进行精准地定位和分类。针对这些问题，提出了一个单阶段的深度神经网络（DF-YOLOv3），实现城市交通监控中不同类型车辆的实时检测。DF-YOLOv3对传统的YOLOv3算法进行改进，首先增强深度残差网络提取车辆特征，然后设计6个不同尺度的卷积特征图，并与残差网络中相应尺度的特征图进行融合，形成最终的特征金字塔执行车辆预测任务。在KITTI数据集上的实验表明，提出的DF-YOLOv3方法在精度和速度上均能获得较高的检测性能。具体地，对于512×512分辨率的输入模型，基于英伟达1080Ti GPU，DF-YOLOv3获得93.61%的mAP（均值平均精度），速度达到45.48 f/s（每秒传输帧数）。特别地，对于精度，DF-YOLOv3比Fast R-CNN、Faster R-CNN、DAVE、YOLO、SSD、YOLOv2、YOLOv3与SINet表现更好。     

基于注意力机制的改进YOLOv3与交通标志检测

实时而准确的交通标志检测是车辆的辅助驾驶和无人驾驶的关键需求。为解决目标检测算法对小目标物体检测精确率低、检测速度慢的问题,提出一种嵌入混合注意力机制的交通标志检测算法YOLOv3-HA。该算法融合改进的通道注意力机制和子空间注意力机制,使网络模型能够对特征进行通道和空间上的注意力加权,提升网络对有效特征的表达能力并减少干扰特征的影响。采用K-Means++聚类算法对锚框进行聚类和选择,加快网络模型的收敛速度。实验表明,该算法在TT100K(Tsinghua-Tencent 100 K)数据集上的平均准确率均值达到81.0%,相比于YOLOv3算法提升了14.2%;与一些主流目标检测算法相比,YOLOv3-HA算法在准确性和实时性上达到了良好的平衡。     

基于改进YOLOv3的口罩佩戴检测方法

为解决市民口罩佩戴目标检测中因小尺寸目标较多导致其识别精度不高的问题,提出一种基于YOLOv3改进的算法M_YOLOv3.重构特征金字塔机制,把原本3*3的类金字塔结构扩建为4*4尺寸,把先验框数量由9增加到16,通过以上方法降低神经网络感受野,增强M_YOLOv3对小尺寸目标的敏感度.将原有的损失函数IoU替换为DI...