改进YOLOv8的遥感图像检测算法

针对目前遥感图像目标检测算法中存在的误检、漏检和检测精度低等问题,提出了一种改进YOLOv8的遥感图像检测算法。在主干网络中引入注意力机制EMA到C2f模块,以提高模型对多尺度目标的特征提取能力;在颈部网络中提出Slim-PAN结构,以减少模型计算量;使用WIOU损失函数代替CIOU损失函数,以提升模型的检测精度。通过在DIOR和RSOD遥感数据集上的实验结果表明,改进后的算法与原YOLOv8算法相比,mAP分别提升了1.5%和2.3%,计算量降低了0.3 GFLOPs,改进算法在不增加计算量的同时能提高检测精度,证明了改进算法的有效性和先进性。     

基于改进YOLOv5的遥感图像旋转框目标检测

针对遥感图像由于具有背景复杂和目标方向多变、尺度变化剧烈的特性导致目标检测精度较低的问题,文中提出了一种基于瓶颈注意力的遥感图像目标检测算法R-YOLOv5。该算法通过主干特征提取网络、瓶颈注意力、旋转框和损失函数的改进来加强网络对关键目标的特征提取能力,并在训练阶段采用了Mosaic和Mixup的TTA数据增强策略来弱化遥感图像复杂的背景信息对检测的影响。实验结果表明,R-YOLOv5的mAP达到了94.7%,与原始YOLOv5相比,提高了14.1%,可以有效提高遥感图像目标检测精度。     

针对遥感图像目标检测的改进YOLOv5s算法

针对遥感图像中背景复杂、小目标分布密集以及易受环境因素影响导致检测性能不佳的问题,提出一种改进的YOLOv5s目标检测算法。首先,通过设计一种混淆鉴别注意力机制（Confusion-Distinguishable Attention,CDA）来避免目标与背景之间的混淆,提高对目标信息的关注度,能够有效提升目标检测的准确性和健壮性。其次,在原结构的颈部添加小目标检测层,解决小目标分布紧密、漏检的现象,从而提高算法的多尺度目标检测性能。最后,在DOTA数据集中进行实验和验证。实验结果表明,所提算法能够明显提高遥感图像目标检测的平均准确率。     

基于改进YOLO模型的遥感小目标检测

针对遥感图像中小目标检测精度低以及漏检现象严重的问题,提出一种基于YOLOv4改进的遥感小目标检测算法。该算法首先改进特征提取网络,删除深层次特征层,减少语义丢失现象;其次将轻量级注意力机制与RFB-S结构融合,拓展感受野,并加强网络对重要信息的关注程度,从而提升检测精度;最后使用Focal Loss函数解决正负样本不均衡问题,抑制背景目标,进一步增强检测效果。在RSOD数据集上的实验结果表明,改进后算法检测平均精度为96.5%,召回率达到87.2%,检测效果明显提升,有效改善了小目标漏检现象,对遥感图像小目标检测具有重要意义。     

基于改进YOLOv4的轻量级目标检测算法研究

针对YOLOv4目标检测算法在一些应用场景的参数多、网络复杂、精度低等问题,提出一种改进的轻量级的目标检测算法GD-YOLO.首先,通过使用轻量级网络GhostNet替换掉YOLOv4的主干特征提取网络CSPDarknet,GhostNet网络极大降低了算法的参数量及计算量,使得算法更加轻量化;其次,提出双重注意力机制(DATM),其不仅增强模型对空间和通道上的特征进行加强,而且其结构参数量小,使用在对主干网络提取出来的三个有效特征层添加双重注意力机制,让模型对特征提取更加有效;最后,新增ACON激活函数代替原有的GhostNet网络中的ReLU激活函数,进一步提高算法检测精度.在VOC2007+2012数据集上的实验结果表明,GD-YOLO算法的平均准确率(mAP)达到84.28%,与YOLOv4算法相比提升了4个百分点,与YOLOv5算法相比低了大约1个百分点;从模型参数量方面,与YOLOv4算法相比减少了11 M,与YOLOv5相比减少3 M.所提GD-YOLO算法相对于YOLOv4不仅减少了模型参数量,而且也保存了较高的平均准确率,表明该算法是更具有轻量化及高准确率的.     

基于改进YOLOv4-tiny的无人机航拍目标检测

针对无人机航拍图像中存在目标尺寸小、数量多和背景复杂等问题,提出了一种基于改进YOLOv4-tiny的无人机航拍目标检测算法。该算法在原有网络的基础上扩大了检测尺度范围,提高对不同尺寸目标的匹配程度,并利用深层语义信息自下而上地与浅层语义信息进行融合以丰富小目标的特征信息。同时引入注意力机制模块,在主干网络后的每个尺度上进行感兴趣区域特征信息的二次筛选,过滤冗余特征信息,保留重要特征信息。在无人机航拍数据集上进行对比实验,实验结果表明,所提算法在满足实时性的基础上,平均精确率比原网络提高了5.09%,具有较好的综合性能。     

基于改进YOLOv5的低光照图像目标检测

针对低光照环境下现有的目标检测算法普遍存在检测精度较低的问题,提出一种改进YOLOv5的双通道低光照图像目标检测算法（YOLOv5＿DC）。首先,通过伽马变换和叠加高斯噪声的方法合成低光照图像,扩充数据集,提高模型的泛化能力;其次,提出特征增强模块,引入通道注意力机制,融合增强图像和原始图像的低级特征,抑制噪声特征的影响,改善网络的特征提取能力;最后,在颈部网络中加入特征定位模块,增加特征图在目标区域的响应值,使网络更关注目标区域,提高网络的检测能力。实验结果表明：所提YOLOv5＿DC算法实现了更高的检测精度,在低光照图像目标检测数据集ExDark*上的平均精度均值（mAP）@0.5达71.85%,较原始的YOLOv5算法,提高了1.28个百分点。     

基于SIOU函数的改进YOLOv5遥感目标检测方法

为提升YOLOv5算法对遥感图像密集目标的检测精度并改善漏检问题,提出了一种改进的YOLOv5遥感目标检测算法。改进方法首先采用7*7卷积模块替换骨干网络中Focus模块以增大模型感受野;其次,在保证与原模块效果相同的情况下使用SPPF以提升检测速度;最后,引入SIOU损失函数,利用边界框回归之间的向量角度来重新定义损失函数,有效提高了检测的准确性。实验结果表明,针对公开的NWPU VHR-10遥感数据集,所提改进算法在保持与原算法相同检测速度的情况下,检测精度提高了3.5%。     

改进YOLOv4的车辆图像检测算法研究

针对自动驾驶车辆真实行驶场景下因环境复杂,车辆间目标遮挡、环境背景遮挡等导致的车辆检测误检、漏检和定位不准的问题,本文提出了一个改进YOLOv4模型的车辆检测算法。该算法在YOLOv4网络的Backbone与Neck的通道处以及Neck的上采样与下采样处分别添加7处CBAM注意力机制,以提升网络提取有效特征的能力。并利用k-means聚类算法生成适合数据集的锚框。为检验模型的有效性,对数据集进行重新整理与划分,将与车辆无关的种类删去,将Car、Bus、Truck三类合并为Vehicle一类,随后进行实验,并与当前主流的其他目标检测模型进行对比。实验证明,改进的YOLOv4算法比原算法AP提升了4.8%,准确率提升了4.54%,召回率提高了0.9%,优于大部分主流算法。提出的模型为复杂环境下自动驾驶领域的车辆识别提供了有效方法。     

基于改进YOLOv5的PCB小目标缺陷检测研究

面对印刷电路板(print circuit board,PCB)小型化、多层化、高集成化的趋势,针对目前PCB缺陷检测方法存在漏检、特征提取困难、误检率高以及检测性能差等问题,本文提出了基于改进YOLOv5算法的PCB小目标缺陷检测方法。该方法先针对PCB小目标缺陷特点采用DBSCAN(density-based spatial clustering of applications with noise) +二分K-means聚类算法以找到更适合的锚框;然后对YOLOv5的特征提取层、特征融合层以及特征检测层进行改进,增强关键信息的提取,加强深层信息与浅层信息的融合;从而减少PCB缺陷的误检率、漏检率,以提高网络的检测性能;最后在公开PCB数据集上进行相关对比实验。结果表明,改进后模型的平均精度(mAP)为99.5%,检测速度为0.016 s。相比于Faster R-CNN、YOLOv3、YOLOv4网络模型,检测精度分别提升了17.8%、9.7%、5.3%,检测速度分别提升了0.846 s、0.120 s、0.011 s,满足PCB缺陷在实际工业生产现场的高精度、高速度检测要求。     

基于改进YOLOv3算法在垃圾检测上的应用

现阶段我国主要靠人工对垃圾进行分拣,存在安全 系数低、效率低下等问题。传统目标检测方法针 对种类繁多,形态各异的垃圾目标不易设计特征,鲁棒性较差,为实现自然环境下垃圾的快 速精准识别, 本文提出一种基于深度学习的轻量级垃圾分类检测方法。该方法通过引入CIOU边框回归损 失函数来提高 回归框准确率;针对低功耗移动设备终端的部署,提出一种以YOLOv3目标检测算法为基础 ,结合 MobileNetV3的特征提取网络,对算法进行轻量化;在YOLO层加入GRU结构,利用多门控 循环神经网 络结构对YOLO层中不同大小的特征图建立记忆链接,对深层语义特征的向前融合过程进行 过滤和筛选, 使得特征融合效果更佳;使用迁移学习预训练的方式来提高模型的特征提取能力和泛化能力 。文本采用自 制的Garbage数据集对改进后的网络进行训练和测试,结果表明,本文提出的算法识别效果 显著,平均准 确率为90.50%,高于原YOLOv3网络的平均准确率86.30%,检测速度达到18帧/秒,满足实时检测的 需求。实验表明,改进后的网络模型能在保证检测准确率和速度的同时,有效降低模型参数 量,具有一定应用价值。     

基于多尺度特征选择性融合的遥感图像检测算法北大核心CSCD

遥感图像的检测在监察自然环境、军事、国土安全等方面具有极其广阔的应用前景,而遥感图像具有背景复杂、目标面积小、特征提取困难等缺点,进行检测时容易产生小目标漏检问题。本文提出一种基于多尺度特征选择性融合的遥感图像检测算法。所提算法采用改进的Resnet50作为主干网络,将Resnet50第一个卷积替换成动态卷积,并将其ConvBlock模块中的卷积替换成金字塔卷积,提高特征提取能力。同时,为了避免遗漏底层信息,在动态卷积层后加入所提有效空间通道注意力机制模块。最后,选取基于上下文信息的不同尺度特征进行融合,提高了模型对目标物体的定位能力。实验结果表明,本文算法在保证速度的同时提高了对遥感图像的检测精度,在遥感图像公开数据集RSOD和NWPUVHR-10上平均精度均值(mean average precision,mAP)分别达到91.88%和90.23%,检测速度达到33 FPS。     

结合视觉显著性引导与分类器融合的遥感目标检测

利用有限计算资源对大视场遥感图像进行快速目标检测有着重要的现实意义。借鉴注意机制在人类视觉系统中的选择性感知特点,结合自底向上的视觉显著性引导及自顶向下的显著区域解译,提出一种新的大视场遥感目标检测模型。设计其整体架构分为注意初期、注视阶段及注意后期3个递进的层级,通过引入一种自适应形态学的显著图生成策略快速搜寻整个视场中的显著区域,并在其引导下利用分类器融合技术从特征属性相似的显著物中区分出任务目标。以大视场遥感图像舰船检测验证模型,性能及对比实验结果表明该模型是可行的,同时实现了计算资源有层次、有重点地合理分配。     

YOLOv5-LR：一种遥感影像旋转目标检测模型

真实遥感图像中,目标呈现任意方向分布的特点,原始YOLOv5网络存在难以准确表达目标的位置和范围、以及检测速度一般的问题。针对上述问题,提出一种遥感影像旋转目标检测模型YOLOv5-Left-Rotation,首先利用Transformer自注意力机制,让模型更加注意感兴趣的目标,并且在图像预处理过程中采用Mosaic数据增强,对后处理过程使用改进后的非极大值抑制算法Non-Maximum Suppression。其次,引入角度损失函数,增加网络的输出维度,得到旋转矩形的预测框。最后,在网络模型的浅层阶段,增加滑动窗口分支,来提高大尺寸遥感稀疏目标的检测效率。实验数据集为自制飞机数据集CASIA-plane78和公开的舰船数据集HRSC2016,结果表明,改进旋转目标检测算法相比于原始YOLOv5网络的平均精度提升了3.175%,在吉林一号某星推扫出的大尺寸多光谱影像中推理速度提升了13.6%,能够尽可能地减少冗余背景信息,更加准确检测出光学遥感图像中排列密集、分布无规律的感兴趣目标的区域。     

基于改进模糊算法和相对熵的遥感图像增强

针对传统的Pal-King算法阈值难以确定的缺点,利用改进的最大类间方差(OTSU)算法来自适应获取阈值,通过改进的模糊增强算法对遥感图像进行全局增强,然后以相对熵为判别标准,进行领域信息的自适应对比度增强。实验结果表明,该算法增强的结果在主观上能获得很好的视觉效果,客观指标中清晰度和标准差有了大幅度的提升。因此该算法能获得很好的视觉效果和更加明显的细节信息。     

基于改进模糊算法和相对熵的遥感图像增强

针对传统的Pal-King算法阈值难以确定的缺点,利用改进的最大类间方差(OTSU)算法来自适应获取阈值,通过改进的模糊增强算法对遥感图像进行全局增强,然后以相对熵为判别标准,进行领域信息的自适应对比度增强。实验结果表明,该算法增强的结果在主观上能获得很好的视觉效果,客观指标中清晰度和标准差有了大幅度的提升。因此该算法能获得很好的视觉效果和更加明显的细节信息。     

基于改进YOLOv5的动车组关键部件缺陷检测

针对目前动车组(electric multiple units,EMUs) 关键部件缺陷检测模型复杂、小目标漏检率高和检测效率低的问题,提出一种基于改进YOLOv5的缺陷检测方法。该方法在利用生成对抗网络(generative adversarial network,GAN)进行数据增强的基础上,采用轻量级网络MobileNetV3-large对YOLOv5m主干网络进行替换,同时使用深度可分离卷积优化颈部3×3网络结构,以降低模型的参数量和计算量;在改进后的主干网络中引入坐标注意力机制(coordinate attention,CA),以捕获小目标的位置信息和通道信息,增强网络的特征表达能力;对非极大值抑制(non-max suppression,NMS)算法进行优化,融入重叠检测框中心点的位置信息,以提升预测框的定位准确性。在EMUs缺陷数据集上的实验结果表明,本文提出的检测模型相较于YOLOv5m,参数量减少了77%,计算量降低了80.9%,单张图片的检测时间减少了31.7%,平均精度均值(mean average precision,mAP)可达到0.804。另外,在NEU-DET数据集上的实验结果表明,改进后的模型也具有较强的泛化能力。     

基于改进YOLOv3_Tiny的压敏电阻表面缺陷检测

针对当前目标检测算法网络复杂,对平台设备要 求高;而轻量化网络YOLOv3_Tiny对 压敏电阻表面缺陷的检测精度较低,容易出现漏检错检的情况,提出了基于YOLOv3_Tiny的 改进算法DAYOLOv3_Tiny。DAYOLOv3_Tiny构建了深度可分离卷积块替代标准卷积,使用卷积 操作进行下采样,使检测网络在减少网络参数量的同时增加了特征的提取;并在网络中引入 了通道注意力模块和空间注意力模块,增强了检测网络对重要特征信息的学习。在自制的压 敏电阻表面 缺陷数据集上进行实验,结果表明,DAYOLOv3_Tiny的mAP值为92.23%,较改进前 提升了12.25%;改进后的DAYOLOv3_Tiny模型大小为YOLOv3_Tiny的55.42%,仅18.9 MB。实验 表明,DAYOLOv3_Tiny对压敏电阻表面缺陷的检测精度较高,能够有效改善漏检错检的情况 ,且网络模型较小,对硬件平台要求不高,易于在性能受限的平台部署。     

基于曲波变换的遥感图像融合研究

以SAR与可见光图像、多光谱与全色图像为研究对象,提出了一种基于曲波变换的遥感图像融合方法.首先将图像进行曲波变换,然后在不同的频率域利用融合规则融合曲波系数,最后通过重构得到融合图像.采用均方误差、偏差指数等指标对融合效果进行了客观评价,并与基于小波变换的融合进行了比较.实验结果表明,该方法在保留原始图像重要信息、抑制噪声能力方面均优于小波变换方法.