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。     

改进YOLOv5s的轨道障碍物检测模型轻量化研究

针对传统列车轨道障碍物检测方法实时性差和对小目标检测精度低的不足,提出一种改进YOLOv5s检测网络的轻量化障碍物检测模型。引入更加轻量化的Mixup数据增强方式,替代算法中原有的Mosaic数据增强方式;引入GhostNet网络结构中的深度可分离卷积GhostConv,替代原有YOLOv5s模型中特征提取网络与特征融合网络中的普通卷积层,减小了模型的计算开销;在模型特征提取网络末端加入CA空间注意力机制,让算法在训练过程中减少了重要位置信息的丢失,弥补了改进GhostNet对检测精度的损失;将改进后的模型进行稀疏训练和通道剪枝操作,剪掉对检测精度影响不大的通道,同时保留重要的特征信息,使模型更加轻量化。实验结果表明,改进后的模型在自制的多样化轨道交通数据集上,相较于原始YOLOv5s算法,在模型大小减小9.7 MB,检测速度提高14 FPS的前提下,检测精度提升了1.0个百分点。同时与目前主流的检测算法对比,在检测精度与检测速度上也具有一定的优越性,适用于复杂轨道交通环境下的障碍物目标检测。     

安全帽与反光衣的轻量化检测：改进YOLOv5s的算法

安全帽与反光衣检测对生产与交通环境的安全管理具有重要意义。针对目前安全帽和反光衣检测算法参数量大、计算量大和模型体积较大等问题，提出了一种基于YOLOv5s轻量化改进的检测算法。引入GhostNet网络结构中的Ghost模块代替原有的部分卷积与C3模块，大大降低了模型的复杂度。在主干网中增加CA注意力机制，抑制无效信息，增强对特征丰富区域的提取。用C3CBAM代替neck层的C3模块，既减少参数量，又提高了检测精度。实验结果表明，改进模型的mAP（平均精度）为93.6%，参数量为4.28×106，计算量为9.2 GFLOPs，模型大小为8.58 MB。与YOLOv5模型相比较参数量减少了39%，计算量减少了41.7%，模型大小降低37.3%。该检测算法既保证了检测的识别准确率，又实现了检测算法的轻量化。     

雷达占据栅格图车辆目标的轻量化YOLOv5s方法研究

毫米波雷达传感器可穿透火障、烟瘴及高温,是特长隧道等封闭空间灾中车辆目标检测的主要信息来源。基于雷达的同时定位与构图技术（Simultaneous Localization and Mapping,SLAM）可对受灾的静止车辆及环境进行占据栅格成像,并在低成本边缘计算平台上进行高精度实时车辆目标检测。现有YOLOv5s目标检测网络模型过于复杂,且训练模型针对光学数据,与雷达占据栅格地图（Radar Occupancy Grid Map,ROGM）中的车辆目标特征存在差异。针对上述问题提出了YOLOv5s-MDS轻量化网络模型,以雷达图像特征为约束优化网络结构,参数量相对原YOLOv5s模型降低42.3%。实验表明：该网络模型在大规模VOC光学图像预训练模型辅助下,利用雷达小样本数据微调可快速收敛。     

FS-YOLOv5：轻量化红外目标检测方法

针对传统目标识别算法复杂场景下的道路目标识别精度低、实时性差、小目标检测难度大等问题,提出了基于红外场景下FS-YOLOv5轻量化模型。采用单阶段目标检测网络YOLOv5s作为基础网络,提出了一种新的FSMobileNetV3网络代替原网络中的CSPDarknet主干网络来提取特征图像;在原网络CIoU损失函数的基础上引入Power变换,替换为α-CIoU,提高网络对小目标的检测能力;将K-means++聚类算法应用在FLIR红外数据集上重新生成Anchor,最后利用DIoU-NMS替换原网络的NMS后处理方法,改善对遮挡物体的检测能力,降低了模型的漏检率。通过在FLIR红外数据集上的消融实验验证了FS-YOLOv5轻量化算法满足红外场景下的道路目标检测任务,与原网络相比,在平均精度仅降低0.37个百分点的前提下,FS-YOLOv5模型的大小减少了26%,参数量减少了29%,检测速度提升了11 FPS,满足了在不同场景下移动端部署的需求。     

轻量化的YOLOv4目标检测算法

YOLOv4目标检测算法主干网络庞大且参数量和计算量过多,难以部署在算力和存储资源有限的移动端嵌入式设备上。提出一种改进的YOLOv4目标检测算法,使用轻量化的ShuffleNet V2网络作为主干特征提取网络,更换模型激活函数及扩大卷积核,同时将YOLOv4网络中的普通卷积替换为深度可分离卷积,降低算法参数量、计算量和模型占用空间。在ShuffleNet V2网络结构的改进过程中分析并剪裁其基本组件,利用2个3 × 3卷积核级联的方式增强网络感受野,并使用Mish激活函数进一步提升网络检测精度和模型推理速度。在GPU平台和VisDrone 2020数据集上的实验结果表明,与YOLOv4算法相比,改进的YOLOv4算法在牺牲1.8个百分点的检测精度情况下,提高了27%的检测速度,压缩了23.7%的模型容量,并且能够充分发挥ZYNQ平台并行高速数据处理及低功耗的优势。     

基于轻量化YOLOv3的遥感军事目标检测算法

在导弹智能突防的过程中,从海量的遥感图像数据中检测敌方反导阵地具有极大的应用价值。由于弹载部署环境算力有限,设计了一种兼顾轻量化,检测精确率以及检测速度的遥感目标检测算法。制作了典型遥感军事目标数据集,通过K-means算法对数据集聚类分析。利用MobileNetV2网络代替YOLOv3算法的主干网络,保证网络的轻量化和检测速度。提出了适用于遥感目标特性的轻量化高效通道协同注意力模块和目标旋转不变性检测模块,将其嵌入检测算法中,在网络轻量化的基础上提升检测精确率。实验结果表明,提出算法的精确率达到97.8%,提升了6.8个百分点,召回率达到95.7%,提升了3.9个百分点,平均检测精度达到95.2%,提升了4.4个百分点,检测速度达到了每秒34.19张图,而网络大小仅为17.5?MB。结果表明该算法能满足导弹智能突防的综合要求。     

基于YOLOv5改进的轻量化目标检测

针对移动端目标检测算法需要模型参数量与计算量更少、推理速度更快和检测效果更好以及目标检测算法对于小目标误检、漏检及特征提取能力不足等问题, 提出一种基于YOLOv5改进的轻量化目标检测算法. 该算法使用轻量级网络MobileNetV2作为目标检测算法的骨干网络降低模型的参数量与计算量, 通过使用深度可分离卷积结合大卷积核的思想降低网络的计算量与参数量, 并提升了小目标的检测精度. 使用GhostConv来替换部分普通卷积, 进一步降低参数量与计算量. 本文算法在VOC竞赛数据集, COCO竞赛数据集两份数据集上均进行了多次对比实验, 结果表明本文算法相比于其他模型参数量更小、计算量更小、推理速度更快以及检测精度更高.     

YOLOv5s中注意力机制对检测小目标的影响

为提高YOLOv5s目标检测算法在检测图像中小目标时的准确度,本文研究引入注意力机制来提高神经网络对于图像特征提取的能力。将三种注意力机制CBAM、CoordAtt和GAM分别与YOLOv5s相融合,并在小目标数据集上进行训练。实验的结果显示,在YOLOv5s算法中添加注意力机制时,需考虑注意力机制在网络中的添加位置、该机制与数据集任务之间是否匹配以及预训练权重的影响。     

轻量化改进的YOLOv5s电厂人员行为检测方法

针对现阶段实时监测发电厂内人员存在违规行为活动较为困难的问题,提出基于改进YOLOv5s网络的枪球联动行为边缘计算系统。该系统利用枪球联动提高监控画面中小目标的成像质量,降低检测算法对小目标的检测难度,提高检测能力;同时针对检测网络计算复杂的问题,对YOLOv5s检测模型进行轻量化改进,提出YOLOv5s-light轻量型检测网络,修改预置检测anchors以及BottleNeck模块,提出BN-SiLU-weight特征提取结构,降低模型计算难度,提高模型检测速度,优化边缘计算部署能力。实验结果表明,YOLOv5s-light模型在mAP仅下降0.5%的前提下,实现了模型参数下降30%,推理时间缩短21.4%,结合枪球联动可以实现mAP提高1.5%,满足实时快速的边缘检测需求。     

改进YOLOv5的轻量级带钢表面缺陷检测

针对工业场景下设备资源有限的情况,提出一种改进YOLOv5的轻量化带钢缺陷检测模型.首先,使用Shuffle Netv2代替主干特征提取网络,优化模型参数量和运行速度;其次,采用轻量级上采样算子CARAFE (contentaware reassembly of features),在增大感受野的同时进一步降低参数和计算量;同时引入GSConv层,在保证语义信息的同时平衡模型准确性与检测速度;最后,设计一种跨层级特征融合机制,提高网络的检测精度.实验结果表明,改进后的模型的平均检测精度为78.5%,相较于原始YOLOv5算法提升了1.4%;模型计算量为10.9 GFLOPs,参数量为5.88×10⁶,计算量和参数量分别降低31%和15.4%;检测速度为49 f/s,提升了3.5 f/s.因此,改进后的模型提高了检测精度和检测速度,并且大幅降低了模型的计算量和参数量,能够满足对带钢表面缺陷进行实时检测.     

改进YOLOv5s的自动驾驶汽车目标检测

在自动驾驶领域, 由于道路背景复杂以及小目标信息缺失, 现有目标检测算法存在检测精度低的问题. 由于车载摄像头视角较为固定, 道路上的目标在图像空间中的分布具有一定的规律, 可以为自动驾驶汽车进行目标检测提供更为丰富的信息. 因此, 提出一种改进YOLOv5s的空间特征增强网络(SE-YOLOv5s). 在YOLOv5s的颈部网络中添加位置注意力模块(location attention module, LAM), 该模块能够根据道路目标在图像中的分布特征进行加权, 增强网络对目标类别位置分布的感知和定位能力. 设计一种小目标增强模块(small target enhancement module, STEM), 将浅层特征和深层特征进行融合, 可以获得更丰富的小目标语义信息和空间细节信息, 提高小目标检测效果. 实验结果表明, 改进模型对不同尺度目标检测精度均有所提高, AP_S提高2.8%, AP_M提高2.5%, AP_L提高2%.     

改进YOLOv5的轻量级安全帽佩戴检测算法

针对现有的对安全帽佩戴检测算法的参数多、网络复杂、计算量大、不利于在嵌入式等设备进行部署,且对遮挡目标辨别度差等问题,提出了一种改进的轻量级的安全帽检测算法YOLO-M3,先将YOLOv5s主干网络替换为MobileNetV3来进行特征提取,降低了网络的参数量和计算量.使用DIoU-NMS替换NMS,提高对遮挡目标的辨...     

扩展YOLOv5安全帽多级目标分类检测

YOLO是目前计算机视觉目标检测领域比较重要的算法模型之一. 基于现有YOLOv5s模型提出了一种扩展的YOLOv5多级分类目标检测算法模型. 首先, 对LabelImg标注工具进行功能扩展, 使其满足多级分类标签文件构建; 其次在YOLOv5s算法基础上修改检测头输出格式, 在骨干网络前端引入DenseBlock、Res2Net网络模型核心设计思想, 获取丰富的多维度特征信息, 增强特征信息的重用性, 实现了YOLO多级分类目标检测任务. 在开源安全帽数据集上同时以安全帽颜色作为二级分类进行训练验证, 平均精度, 精确率和召回率分别达到了95.81%、94.90%和92.54%, 实验结果验证了YOLOv5多级分类目标检测任务的可行性, 并为目标检测及多级分类目标检测任务提供一种新的思路和方法.     

基于ECA的YOLOv5水下鱼类目标检测

针对水下图像模糊、颜色失真,水下场景环境复杂、目标特征提取能力有限等导致的水下鱼类目标检测精确度低的问题,提出一种基于YOLOv5的改进水下鱼类目标检测算法.首先,针对水下图像模糊、颜色失真的问题,引入水下暗通道优先(underwater dark channel prior, UDCP)算法对图像进行预处理,有助于在不同环境下正确识别目标;然后,针对水下场景复杂、目标特征提取能力有限问题,在YOLOv5网络中引入高效的相关性通道(efficient channel attention, ECA),增强对目标的特征提取能力;最后,对损失函数进行改进,提高目标检测框的准确度.通过实验证明改进后的YOLOv5在水下鱼类目标检测中精确度比原始的YOLOv5提高了2.95%,平均检测精度(mAP@0.5:0.95)提高了5.52%.     

一种改进的轻量级垃圾目标检测算法

垃圾分类问题的解决方法目前主要依靠垃圾处理厂人工分拣,其工作环境较差且自动化程度不高.为了提高垃圾分拣的速度与精度,以及为自动垃圾分拣设备提供算法解决参考方案,文章提出一种面向低功耗设备的轻量级垃圾目标检测算法Ghost-YOLO,该算法在保证轻量化的同时具有较高的垃圾检测精度.Ghost-YOLO算法是基于YOLOv...