基于并行注意力机制的地面红外目标检测方法（特邀）

地面背景下的红外目标检测是伪装防护、精确制导等领域的关键技术。针对现有基于深度学习的目标检测模型对地面背景下红外目标进行检测时容易受到复杂背景干扰、对目标关注不足,从而导致检测准确率不高的问题,文中提出了一种基于并行注意力机制的地面红外目标检测方法。首先,利用卷积和注意力并行的下采样方式,在降低模型的空间复杂度和提升训练速度的同时,对目标特征进行聚焦和关注;其次,对主干网络提取的多尺度特征进行融合,通过不同尺度信息的复用与互补抑制背景信息的干扰,提升目标检测的准确率;最后,利用焦点损失函数和CIOU损失函数提高模型的分类与回归精度。实验结果表明,在Infrared-VOC数据集上该模型的平均检测精度为82.2%,比YOLOv3提高了6.9%,同时模型的空间复杂度仅为YOLOv3的32.6%,训练时间为YOLOv3的43.7%,实现了模型训练效率和检测精度的提升。     

基于连续相位稠密匹配的结构光三维重建优化方法

提出了一种基于连续相位稠密匹配的结构光三维（3D）重建优化方法。利用标定的相机阵列获取投影的结构光变形条纹,利用格雷码划分相位级次,提出等相位约束条件,实现不同相机图像之间的稠密匹配;然后利用空间3D点与相机阵列之间的投影关系,建立各相机位姿与重建点云全局优化模型;利用观测值反向投影的欧式距离建立非线性优化的目标函数,并将此优化问题转为李代数上的图优化模型进行迭代求解。利用公开数据集和实测数据进行实验,结果表明,所提方法可以实现360°无遮挡的3D重建,且重建精度相对传统无优化结构光方式提高了6.94%,相机位姿精度提高了9.77%。所提方法相比参考方法对相机畸变标定精度要求低,并可用于模型点云的非刚体融合。同时由于相机阵列的使用,重建过程中目标物体无需多次旋转,使得物体的3D重建更加方便。     

基于NGG-YOLOv5的空对地UXO目标检测方法

为提高无人机在复杂环境下对地面未爆弹(UXO)目标的辨识精度,提出了一种改进YOLOv5的UXO目标检测方法。该方法在YOLOv5的基础上,改进原YOLOv5网络的损失函数以提高对UXO目标的识别精度,同时,通过添加注意力机制、改进马赛克数据增强、改进预测框筛选机制提高对UXO目标的识别效率,实现了空对地场景下对UXO目标的检测,并具有较好的精度和速度。实验选取多组不同复杂背景的UXO数据集进行标注并训练,得到UXO目标模型,然后从模型训练结果和目标检测结果的角度评估方法和模型的正确性。实验结果表明：NGG-YOLOv5所得模型检测准确性和检测速度对比原YOLOv5有明显的提升,准确率从78%提高至91%,平均精度均值(mAP)从50%提高至56%,在所用4种复杂背景下均可有效检测出UXO目标,且漏警率低。     

基于改进的YOLOX家用燃气表检测算法

针对家用燃气表人工集中抄表作业过程中检测背景复杂、实时性差、数字目标小等问题,提出了一种基于改进的YOLOX家用燃气表数字检测算法S-YOLOX。首先,削减CSPDarknet结构,降低主干网络的深度;其次,对特征金字塔进行调整,加强小目标物体检测;最后,修订PANet和Head结构的激活函数,解决梯度轻微爆炸问题。实验结果表明,SYOLOX算法不仅减少了模型的参数量,而且提高了检测精度,其中S-YOLOX-l模型平均精度(mAP)达到了94.9%,提高了2.2%,模型大小仅为原模型的32.9%。     

注意力优化RetinaNet的多尺度目标检测算法

针对目标检测算法RetinaNet在多尺度物体检测任务中存在利用特征上下文信息和多尺度特征融合不充分及边界框回归不够快速精准的问题,提出了一种注意力优化RetinaNet的多尺度目标检测算法。在特征提取模块嵌入无参数的3D注意力机制,来充分利用特征上下文信息;同时,构建了特征融合细化模块,实现多尺度融合特征的细化和增强;使用距离交并比(Distance Intersection over Union, DIoU)损失函数优化定位损失,提升边界框回归精准度。为了论证该方法的有效性,分别在PASCAL VOC数据集和MS COCO数据集上进行实验。改进模型的检测精度分别达到了82.1%、52.3%,其中,小目标、中目标和大目标的检测精度相比原算法分别提升了1.9%、1.1%和1.4%。     

一种基于YOLOv5s的红外图像目标检测改进算法北大核心CSCD

受热红外成像方式限制,交通场景下红外图像存在对比度低、目标尺度和姿态的多样性以及目标之间的相互遮挡问题,从而造成检测精度下降,部分目标出现漏检、误检的情况。本文在YOLOv5s的基础上提出一种改进算法:在数据处理方面,使用AHE算法对训练集图像进行部分数据增强;在模型改进方面,通过引入跨域迁移学习策略、插入通道注意力机制SENet、改进损失函数GIoU为α-CIoU对YOLOv5s进行改进。并通过消融实验的方式,在自制数据集上对夜间道路环境下的电动自行车驾驶行为进行检测。实验结果表明,改进后的算法对单人驾驶电动自行车行为检测的平均精度达到了95.9%,比YOLOv5s的检测精度提高了3.1%;对载人驾驶电动自行车行为检测的平均精度达到了88.4%,比YOLOv5s的检测精度提高了9.5%;总类别检测的平均精度达到了92.2%,比YOLOv5s的检测精度提高了6.4%,有效降低了红外目标漏检、误检的概率。     

基于YOLOX和Swin Transformer的车载红外目标检测

红外图像因为存在噪声大、对比度不佳等问题,容易导致目标检测时的精度降低,本文结合YOLOX和Swin Transformer,提出了一种改进的YOLOX的模型。改进的模型采用Swin Transformer替换YOLOX中的CSPDarknet主干提取网络,减少YOLOX中Neck和Head部分的激活函数以及标准化层,以提高特征的提取能力,优化网络结构。对改进的模型在艾瑞光电数据集和FILR数据集上均进行了测试,实验结果显示,改进后的YOLOX网络,在两个数据集上的平均检测精度都有明显提升,更加适合红外图像的目标检测。     

基于交叉自注意力机制的LiDAR点云三维目标检测

针对基于深度学习的激光雷达(light detection and ranging, LiDAR)点云三维(3D)目标检测对小目标的检测精度较低和噪声干扰问题,提出一种基于交叉自注意力机制的3D点云目标检测方法CSA-RCNN (cross self-attention region convolutional neural network)。利用交叉自注意力(cross self-attention, CSA)同时学习点云的坐标和特征,并设计多尺度融合(multi-scale fusion, MF)模块自适应捕捉各层级多尺度特征。此外,还设计重叠采样策略对感兴趣目标区域选择性地重采样以获得更多前景点,有效降低了噪声采样。在广泛使用的KITTI数据集上进行算法性能测试,结果表明,本文方法对行人等小目标的检测精度有较大提升,平均精度均值相比PointRCNN等4种经典算法均获得提升,显著提高3D点云目标的检测性能。     

基于改进的YOLOv4的目标识别研究

目标识别与检测作为模式识别领域的一种典型应用,如何快速准确地进行目标识别一直是个重要的研究课题。在深度学习算法中,YOLOv4和R-CNN具有出色的目标检测性能,为了改进目标识别中小目标的实时检测,提出了改进的YOLOv4目标检测算法。使用K-means聚类算法设计先验框,用于适应不同的中小型规模;根据中小型标记物体的大小提取一个特征层,并融合四个不同的特征层进行检测;将Mish激活函数应用于检测模型的颈部,取代泄漏的ReLU激活函数,以提高检测性能。实验结果表明,改进后的算法可有效提高检测精度。     

基于改进YOLOv8的无人机航拍图像目标检测算法

针对现存无人机航拍图像目标检测算法检测精度较低、模型较为复杂的问题,提出一种改进YOLOv8的目标检测算法。在骨干网络引入多尺度注意力EMA,捕捉细节信息,以提高模型的特征提取能力;改进C2f模块,减小模型的计算量。提出了轻量级的Bi-YOLOv8特征金字塔网络结构改进YOLOv8的颈部,增强了模型多尺度特征融合能力,改善网络对小目标的检测精度。使用WIoU Loss优化原网络损失函数,引入一种动态非单调聚焦机制,提高模型的泛化能力。在无人机航拍数据集VisDrone2019上的实验表明,提出算法的mAP50为40.7%,较YOLOv8s提升了1.5%,参数量降低了42%,同时相比于其他先进的目标检测算法在精度和速度上均有提升,证明了改进算法的有效性和先进性。     

基于多信息深度学习的3D点云语义分割

点云语义分割是三维点云数据处理的基础步骤,是三维场景理解分析、重建和目标识别的关键环节.针对目前对三维点云进行语义分割使用的点云信息少和精度不高的问题,本文在利用点云三维坐标信息的基础上,增加了点云RGB信息和所属房间的归一化坐标信息,从而丰富了神经网络输入端的信息量,进一步提高了模型的分割精度,最后利用PointNe...     

动态场景下基于视觉同时定位与地图构建技术的多层次语义地图构建方法

为提高视觉同时定位与地图构建(SLAM)技术的环境适应性和语义信息理解能力,该文提出一种可以在动态场景下实现多层次语义地图构建的视觉SLAM方案。首先利用被迫移动物体与动态目标间的空间位置关系,并结合目标检测网络和光流约束判断真正的动态目标,从而剔除动态特征点;其次提出一种基于超体素的快速点云分割方案,将基于静态区域构建的3维地图进行优化,构建了物体级的点云语义地图;同时构建的语义地图可以提供更高精度的训练数据样本,进一步用来提升目标检测网络性能。在TUM和ICL-NUIM数据集上的实验结果表明,该方法在定位精度上远优于目前主流的动态场景下的视觉SLAM方案,证明了该方法在高动态场景中具有较好的稳定性和鲁棒性;在建图精度和质量上,经过将重建的不同种类地图与各个现有方法进行比较,验证了提出的多层次语义地图构建的方法在静态和高动态场景中的有效性与适用性。     

YOLOv5与Deep-SORT联合优化的无人机多目标跟踪算法

针对无人机平台下小目标检测性能差、目标尺度变化较大、复杂背景干扰等导致跟踪失败的问题,该文提出一种联合优化检测器YOLOv5(You Only Look Once)和Deep-SORT(Simple Online and Realtime Tracking with a Deep Association Metric)的无人机多目标跟踪算法。该算法使用改进的CSPDarknet53(Cross Stage Paritial Darknet53)骨干网络重新构建检测器中的特征提取模块,同时通过自顶向下和自底向上的双向融合网络设计小目标检测层,采用无人机航拍数据集训练更新优化后的目标检测网络模型,解决小目标检测性能差问题;在跟踪模块中,提出结合时空注意力模块的残差网络作为特征提取网络,加强网络感知微小外观特征及抗干扰的能力,最后采用三元组损失函数加强神经网络区分类内差异的能力。实验结果表明,优化后的目标检测的平均检测精度相比于原始YOLOv5提升了11%,在UAVDT数据集上相较于原始跟踪算法准确率与精度分别提高了13.288%、3.968%,有效减少目标身份切换频次。     

Anomaly Detection System in Cloud Environment Using Fuzzy Clustering Based ANN

Cloud computing affords lot of resources and computing facilities through Internet. Cloud systems attract many users with its desirable features. In spite of them, Cloud systems may experience severe security issues. Thus, it is essential to create an Intrusion Detection System (IDS) to detect both insider and outsider attacks with high detection accuracy in cloud environment. This work proposes an anomaly detection system at the hypervisor layer named Hypervisor Detector that uses a hybrid algorithm which is a mixture of Fuzzy C-Means clustering algorithm and Artificial Neural Network (FCM-ANN) to improve the accuracy of the detection system. The proposed system is implemented and compared with Naïve Bayes classifier and Classic ANN algorithm. The DARPA’s KDD cup dataset 1999 is used for experiments. Based on extensive theoretical and performance analysis, it is evident that the proposed system is able to detect the anomalies with high detection accuracy and low false alarm rate even for low frequent attacks thereby outperforming Naïve Bayes classifier and Classic ANN.     

基于改进YOLOv3的电容器外观缺陷检测

针对部署于有限算力平台的YOLOv3 (you only look once v3)算法对电容器外观缺陷存在检测速度较慢的问题,提出了基于YOLOv3算法改进的轻量化算法MQYOLOv3.首先采用轻量化网络MobileNet v2作为特征提取模块,通过利用深度可分离式卷积替换一般卷积操作,使得模型的参数量大幅度降低进而...     

3D defect detection of connectors based on structured light

In order to realize the rapid detection of three-dimensional defects of connectors, this paper proposes a method for detecting connector defects based on structured light. This method combines structured light with binocular stereo vision to obtain three-dimensional data for the connector. Point cloud registration is used to identify defects and decision trees are used to classify defects. The accuracy of the 3D reconstruction results in this paper is 0.01 mm, the registration accuracy of the point cloud reaches the sub-millimeter level, and the final defect classification accuracy is 94%. The experimental results prove the effectiveness of the proposed three-dimensional connector defect detection method in connector defect detection and classification.     

一种改进的视觉/IMU导航系统初始化方法

针对基于单目相机和惯性测量单元(IMU)组成的视觉导航系统需要精确初始化的问题,该文提出了一种减少处理时间同时提高精度的系统初始化方法。首先,对采集数据中的陀螺仪偏置进行单独估计并分离,实现估计陀螺仪偏置和求解系统初始化封闭解问题的解耦;然后,采用基于紧耦合的线性模型求取初始化问题的封闭解;最后,将所提出的改进初始化方法应用于经典的VinsMono框架中。实验表明,改进方法可有效提高视觉惯性导航系统的初始化精度和效率。     

Multi-task feature learning-based improved supervised descent method for facial landmark detection

Facial landmark detection has played an important role in many face understanding tasks, such as face verification, facial expression recognition, age estimation et al. Model initialization and feature extraction are crucial in supervised landmark detection. Mismatching caused by detector error and discrepant initialization is very common in these existing methods. To solve this problem, we have proposed a new method called multi-task feature learning-based improved supervised descent method (MtFL-iSDM) for the robust facial landmark localization. In this new method, firstly, a fast detection will be processed to locate the eyes and mouth, and the initialization model will adapt to the real location according to fast facial points detection. Secondly, multi-task feature learning is adopted on our improved supervised descent method model to achieve a better performance. Experiments on four benchmark databases show that our method achieves state-of-the-art performance.     

非合作目标局部特征识别轻量化特征融合网络设计

给出一种基于轻量化卷积神经网络的空间非合作目标局部特征检测网络,即NCDN模型。在SSD模型中引入特征融合策略以适应不同距离下的检测需求,提高模型对图像尺度变换引起局部特征分辨率降低的鲁棒性;并采用不同压缩比例对MobileNetV2内部卷积通道数量做压缩,从而得到轻量化特征提取网络;对SPEED数据集进行局部特征标注与训练以验证NCDN适用的距离范围。实验结果表明,该模型能够在45 m内距离范围保证mAP达到0.90,同时通道压缩节省75%计算量后模型精度损失仅为5%。满足在轨检测精度和计算量需求。     

融合深度卷积网络与点云网络的三维车辆检测方法分析

在常规的车辆目标检测中,YOLO,SSD,RCNN等深度模型都获得了较好的检测效果,但是在无人驾驶系统中,车辆的速度、方向、相对距离等因素对于系统来说十分重要,所以采用二维车辆检测对于驾驶场景的理解还远远不够。激光点云数据蕴含着丰富的三维环境信息,融合点云数据和深度网络的三维车辆检测已成为未来的发展方向。文章给出了一种基于点云网络与卷积神经网络的三维车辆检测方法,首先,使用CRC和输入尺寸有关的SDP技术来提高车辆检测的准确性;其次,采用点云网络结构(Pointnet)来处理点云数据,实现三维目标检测,研究表明设计网络结构在检测精度上有着较大的优势。