基于改进YOLOv3的多尺度目标检测算法

为了进一步提高多尺度目标检测的速度和精度,解决小目标检测易造成的漏检、错检以及重复检测等问题,提出一种基于改进YOLOv3的目标检测算法实现多尺度目标的自动检测。首先,在特征提取网络中对网络结构进行改进,在残差模块的空间维度中引入注意力机制,对小目标进行关注;然后,利用密集连接网络（DenseNet）充分融合网络浅层信息,并用深度可分离卷积替换主干网络中的普通卷积,减少模型的参数量,提升检测速率。在特征融合网络中,通过双向金字塔结构实现深浅层特征的双向融合,并将3尺度预测变为4尺度预测,提高了多尺度特征的学习能力;在损失函数方面,选取GIoU（Generalized Intersection over Union）作为损失函数,提高目标识别的精度,降低目标漏检率。实验结果表明,基于改进YOLOv3（You Only Look Once v3）的目标检测算法在Pascal VOC测试集上的平均准确率均值（mAP）达到83.26%,与原YOLOv3算法相比提升了5.89个百分点,检测速度达22.0 frame/s;在COCO数据集上,与原YOLOv3算法相比,基于改进YOLOv3的目标检测算法在mAP上提升了3.28个百分点;同时,在进行多尺度的目标检测中,算法的mAP有所提升,验证了基于改进YOLOv3的目标检测算法的有效性。     

基于改进YOLOv4的小目标行人检测算法

行人检测在无人驾驶环境感知领域具有重要应用。现有行人检测算法多数只关注普通大小的行人目标,忽略了小目标行人特征信息过少的问题,从而造成检测精度低、应用于嵌入式设备中实时性不高等情况。针对该问题,提出一种小目标行人检测算法YOLOv4-DBF。引用深度可分离卷积代替YOLOv4算法中的传统卷积,以降低模型的参数量和计算量,提升检测速度和算法实时性。在YOLOv4骨干网络中的特征融合部分引入scSE注意力模块,对输入行人特征图的重要通道和空间特征进行增强,促使网络学习更有意义的特征信息。对YOLOv4颈部中特征金字塔网络的特征融合部分进行改进,在增加少量计算量的情况下增强对图像中行人目标的多尺度特征学习,从而提高检测精度。在VOC07+12+COCO数据集上进行训练和验证,结果表明,相比原YOLOv4算法,YOLOv4-DBF算法的AP值提高4.16个百分点,速度提升27%,将该算法加速部署在无人车中的TX2设备上进行实时测试,其检测速度达到23FPS,能够有效提高小目标行人检测的精度及实时性。     

改进YOLOv3的矿石输送带杂物检测方法

针对矿石输送带上夹杂的废旧木头、钢钎、塑料导爆管等杂物会对后续选矿设备造成严重破环的问题,提出一种改进YOLOv3的矿石输送带杂物检测方法YOLO-Ore。将轻量级网络Mobilenetv2作为主干特征提取网络,利用深度可分离卷积和逆残差结构,缩减了模型容量,丰富了特征信息;将语义分割网络PSPnet中的金字塔池化模块PPM融入到特征提取过程当中,有效聚合不同尺度的上下文信息;引入注意力机制CBAM,同时在空间维度和通道维度上进行特征增强;对YOLOv3的FPN结构简化,删减参数冗余的卷积层,实现进一步的模型压缩。利用数据增广技术构建矿石杂物数据集,并对所提方法的有效性进行实验对比验证。结果表明,和原YOLOv3算法相比,所提方法YOLO-Ore能够准确快速地检测矿石输送带杂物。     

基于改进YOLOv4模型的无人机目标检测算法

针对无人机全自主飞行对目标检测的实时性与准确性需求不断提升的现状,对现有YOLOv4网络进行优化,提出采用轻量型MobilenetV3网络取代原始模型中的主干特征提取网络,并在特征金字塔结构中利用深度可分离卷积模块取代传统卷积,实现了保证模型检测精度的同时减少模型参数的目的。通过采用CIOU位置回归损失函数,促使目标框回归变得更加稳定,采用的数据增强方法进一步提高了目标检测算法的鲁棒性。在相同配置条件下的对比实验结果表明,改进YOLOv4模型损失小幅精度却实现检测速度的大幅提升,其中参数容量减少82%,仅44.74 M,FPS提升69%并达到22帧/s,验证了所提算法的有效性。     

基于改进YOLOv5的路面病害检测模型

针对路面病害检测中由于病害形态多样、种类繁多以及背景灰度值相似造成噪声干扰导致识别与分类精度不高的问题,采用卷积神经网络YOLOv5为主干框架,提出一种基于改进YOLOv5的路面病害检测模型YOLOv5l-CBF。引入坐标注意力机制,调整网络的注意力权重使模型对病害纹理特征更加关注,并在主干网络的残差结构中引入Transformer构建BotNet网络结构,在减少参数量的同时提高对病害图像中全局依赖关系的捕捉能力。同时,在颈部网络中构建双向加权特征金字塔网络,学习每个特征层的重要性分布权重,并对提取到的病害特征进行双向交叉尺度连接和加权融合。在真实路面病害数据集上的实验结果表明：与YOLOv5l模型相比,YOLOv5l-CBF模型精度与召回率分别提升7.4和8.7个百分点,mAP达到90.8%,在对多种病害的检测与分类上具有显著的性能优势。     

基于改进YOLOv5的目标检测算法研究

YOLOv5是目前单阶段目标检测性能较好的算法,但对目标边界回归的精确度不高,难以适用对预测框交并比要求较高的场景。基于YOLOv5算法,提出一种对硬件要求低、模型收敛速度快、目标框准确率高的新模型YOLO-G。改进特征金字塔结构（FPN）,采用跨层级联的方式融合更多的特征,一定程度上防止了浅层语义信息的丢失,同时加深金字塔深度,对应增加检测层,使各种锚框的铺设间隔更加合理;其次把并行模式的注意力机制融入到网络结构中,赋予空间注意力模块和通道注意力模块相同的优先级,以加权融合的方式提取注意力信息,使网络可根据对空间和通道注意力的关注程度得到混合域注意力;通过降低网络的参数量和计算量对网络进行轻量化处理,防止因模型复杂度提升造成实时性能的损失。使用PASCAL VOC的2007、2012两个数据集来验证算法的有效性,YOLO-G比YOLOv5s的参数量减少了4.7%,计算量减少了47.9%,而mAP@0.5提高了3.1个百分点,mAP@0.5：0.95提高了5.6个百分点。     

基于改进RetinaNet的船舶检测算法

目前基于深度学习算法的目标检测技术在合成孔径雷达（SAR）图像船舶检测中取得了显著的成果,然而仍存在着小目标船舶和近岸密集排列船舶检测效果差的问题。针对上述问题,提出了基于改进RetinaNet的船舶检测算法。在传统RetinaNet算法的基础上,首先,将特征提取网络残差块中的卷积改进为分组卷积,以增加网络宽度,从而提高网络的特征提取能力;其次,在特征提取网络的后两个阶段加入注意力机制,让网络更加专注于目标区域,从而提升目标检测能力;最后,将软非极大值抑制（Soft-NMS）加入到算法中,降低算法对于近岸密集排列船舶检测的漏检率。在高分辨率SAR图像数据集（HRSID）和SAR船舶检测数据集（SSDD）上的实验结果表明,所提改进算法对于小目标船舶和近岸船舶的检测效果得到了有效提升,与当前优秀的目标检测模型Faster R-CNN、YOLOv3和CenterNet等相比,在检测精度和速度上更加优越。     

改进YOLOv5的SAR图像舰船目标检测

近年来针对合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像中缺乏颜色和纹理细节的舰船检测技术在深度学习领域中得到了广泛研究,利用深度学习技术可以有效避免传统的复杂特征设计,并且检测精度得到极大改善.针对舰船目标检测框具有高长宽比和密集排列问题,提出一种基于改进YOLOv5的目标检测方法.该方...     

基于改进的YOLOv4模型的行人检测算法

为提高行人检测算法在实际应用中的准确率,提出在YOLOv4模型中融合Vision Transformer模型与深度可分离卷积的vit-YOLOv4模型。该模型将Vision Transformer模型加入YOLOv4模型的主干特征提取网络与空间金字塔池化层中,充分发挥该模型的多头注意力机制对图像特征进行预处理的能力;同时,用深度可分离卷积替换路径聚合网络中堆叠后的常规卷积,以便模型在后续的特征提取中能够提取出更多有用的特征。实验结果表明,vit-YOLOv4模型提高了行人检测的准确率,降低了漏检率,综合性能较优。     

改进YOLOv5的X光图像违禁品检测算法

针对X光图像违禁品检测中的复杂背景、正负类别不平衡和漏检等问题,提出一种基于YOLOv5的X光违禁品检测算法。该算法通过在YOLOv5s骨干网络中引入Swin Transformer模块,利用局部自注意力与Shifted Window机制提升模型对X光图像全局特征的提取能力,并且在主干网络后增加空间注意力机制与通道注意力机制,以提升算法对违禁品关键特征的提取能力。引入一种自适应空间特征融合结构,缓解特征金字塔中不同层级特征图之间冲突对模型梯度的干扰。引入Focal Loss函数用于改进YOLOv5s的背景预测损失函数和分类损失函数,提升算法在正负样本与难易样本失衡情况下的检测能力。该算法在公开数据集SIXray100上的平均检测精度达到57.4%,相比YOLOv5s提高了4.5个百分点;在SIXray正样本数据集上的平均检测精度达到90.4%,相比YOLOv5s提高了2.4个百分点。实验结果表明,改进后的算法相比原始YOLOv5s算法检测精度有较大提升,证明了算法的有效性。     

一种改进YOLOv4的交通标志识别算法

针对现存交通标志识别模型参数量过大、检测速度慢和检测精度较低的问题,本文提出一种改进YOLOv4-tiny的交通标志识别算法.该算法将深度可分离卷积应用到YOLOv4-tiny的特征提取网络中,显著降低了主干网络的参数量和计算量.在特征融合阶段,将特征提取网络得到的不同层次特征图输入双向特征金字塔网络结构(BiFPN)中进行多尺度特征融合.最后,在损失函数设计过程中,使用Focal损失函数代替二分交叉熵损失函数,使检测过程中的正负样本数量不均衡问题得以解决.在TT100K数据集上的测试结果表明,该算法的平均精度均值达到87.5%,相比于YOLOv4-tiny提升了3.9%,模型大小为14MB,仅为YOLOv4-tiny的58%.该算法一定程度上减少了计算量和模型大小,并带来了检测速度和精度的提升.     

基于改进YOLOv3的列车运行环境图像小目标检测算法

列车辅助驾驶离不开对列车运行环境的实时检测,而列车运行环境图像存在丰富的小目标。与大中型目标相比,目标占原图比例小于1%的小目标由于分辨率低而存在误检率高、检测精度较差的问题,因此提出一种基于改进YOLOv3的列车运行环境目标检测算法YOLOv3-TOEI (YOLOv3-Train Operating Environment Image)。首先,利用k-means聚类算法优化anchor,从而提高网络的收敛速度;然后,在DarkNet-53中嵌入空洞卷积以增大感受野,并引入稠密卷积网络（DenseNet）获取更丰富的图像底层细节信息;最后,将原始YOLOv3的单向特征融合结构改进为双向自适应特征融合结构,从而实现深浅层特征的有效结合,并提高网络对多尺度目标（特别是小目标）的检测效果。实验结果表明,与原YOLOv3算法相比,YOLOv3-TOEI算法的平均精度均值（mAP）@0.5达到84.5%,提升了12.2%,每秒传输帧数（FPS）为83,拥有更好的列车运行环境图像小目标检测能力。     

基于改进的YOLOv5的航拍图像中小目标检测算法

目前基于无人机航拍的目标检测技术广泛应用于军事和民用领域,但因其存在成像距离远、高空拍摄图像模糊和目标信息占比小等问题,目标检测准确率不高。针对这一问题,提出一种基于YOLOv5的改进算法。该算法首先在数据增强方面对原始图像进行加雾处理,提高其在雾天的鲁棒性;其次通过融合CBAM模块,来增强不同通道和空间的重要性;再者将原算法中的SPP更换为ASPP,以减小池化操作对特征信息的影响;最后在FPN结构中增加一层检测头,用于更细粒度的检测目标。以YOLOv5s为Baseline,实验表明,改进后的算法比原算法的mAP＿0.5提高了6.9%,可以有效应用于航拍小目标的检测。     

基于改进YOLOv5s的机坪特种车辆检测算法研究

机坪特种车辆作为航班保障服务的重要一环,其种类多,形状各异;目前已有的车辆检测算法在识别机坪特种车辆时检测精度不高,在遮挡时无法检测;针对于此问题,提出了一种基于改进YOLOv5s的机坪特种车辆检测算法;为了在机坪特种车辆检测中快速、准确的定位感兴趣区域,在主干网络中融合协同注意力机制;考虑到机坪监控场景下特种车辆尺度差别较大的情况,为了能够增强对不同尺度特种车辆的检测能力,提出了四尺度特征检测网络结构;为了提高检测网络多尺度特征融合能力,结合加权双向特征金字塔结构对网络的Neck部分进行改进;将改进后的算法在自建的机坪特种车辆数据集上进行训练、测试,实验结果表明,与YOLOv5s相比,改进后算法的精确度提升了1.6％,召回率提升了3.5％,平均精度mAP0.5和mAP0.5:0.95分别有2.3％和3.3％的提升。     

基于改进YOLOv5的安全帽佩戴检测算法

现有的YOLOv5模型无法精确检测出进入复杂施工现场内的人员佩戴安全帽问题,本文提出了一种基于YOLOv5的安全帽检测算法。模型的具体改进方法为：在主干网络中新增了一个小目标层P2和3-D注意力机制SimAM,提升算法的特征提取能力便于能够更容易检测出小目标;将边框损失函数CIoU＿Loss改为SIo U＿Loss,以提升对小目标检测的训练速度与精度,从而得到一种新的安全帽佩戴检测模型。实验结果显示,修改后的YOLOv5s算法大大提高了复杂工程现场安全帽检测的准确率,较原有的算法提高了1.4个百分点,mAP值达到了95.5%。     

基于改进YOLOv5的遥感图像目标检测研究

针对遥感图像中背景复杂度高、目标尺寸多样所导致的目标检测精度低的问题,提出一种基于改进 YOLOv5的遥感图像目标检测算法。该算法将具有Transformer风格的ConvNeXt网络作为主干网络,以克服卷积神经网络(CNN)结构的局限性,捕获更多全局信息。引入 SimAM 注意力机制在不增加网络参数的情况下,推断出特征图的3D注意力权值,提高网络的稳定性以及抗干扰能力。同时采用全局显式集中调节方案的集中特征金字塔(CFP),捕获全局长距离依赖关系以及遥感图像的局部关键区域信息。将本文提出的算法在 RSOD 数据集上进行消融实验,结果表明,本文提出的算法能够显著提高遥感图像目标检测的平均准确率。     

复杂环境下基于改进YOLOv5的手势识别方法

针对目前复杂环境下因光照不均匀、背景近肤色以及手势尺度较小等原因导致的手势检测算法识别率低的问题,提出了一种手势识别方法 HD-YOLOv5s。首先采用基于Retinex理论的自适应Gamma图像增强预处理方法降低光照变化对手势识别效果的影响;其次构建具有自适应卷积注意力机制SKNet的特征提取网络,提高网络的特征提取能力,减少复杂环境中的背景干扰问题;最后在特征融合网络中构建新型的双向特征金字塔结构,充分利用低层级特征以降低浅层语义信息的丢失,提高小尺度手势的检测精度,同时采用跨层级联的方式,进一步提高模型的检测效率。为了验证改进方法的有效性,分别在具有丰富光照强度对比的自制数据集和具有复杂背景的公共数据集NUS-Ⅱ上进行实验,识别率达到了99.5%和98.9%,单帧照片的检测时间仅需0.01～0.02 s。     

基于改进YOLOv5的电厂人员吸烟检测

发电厂厂区内违规吸烟易导致火灾、爆炸等事故,会带来巨大损失;针对电厂内人员违规吸烟行为检测精度不高的问题,提出一种基于改进YOLOv5s(You Only Look Once v5s)的电厂内人员违规吸烟检测方法;该方法以YOLOv5s网络为基础,将YOLOv5s网络C3模块Bottleneck中的3×3卷积替换为多头自注意力层以提高算法的学习能力;接着在网络中添加ECA(Efficient Channel Attention)注意力模块,让网络更加关注待检测目标;同时将YOLOv5s网络的损失函数替换为SIoU(Scylla Intersection over Union),进一步提高算法的检测精度;最后采用加权双向特征金字塔网络(BiFPN,Bidirectional Feature Pyramid Network)代替原先YOLOv5s的特征金字塔网络,快速进行多尺度特征融合;实验结果表明,改进后算法吸烟行为的检测精度为89.3%,与改进前算法相比平均精度均值(mAP,mean Average Precision)提高了2.2%,检测效果显著提升,具有较高应用价值。     

基于改进的YOLOv5实现中药饮片的检测识别

针对中药饮片检测算法的模型参数量多,计算量较大等问题,提出一种改进的YOLOv5算法,改进后算法的特点主要是轻量化,可以在保持较高的平均精度下,大大降低参数量和计算量。在YOLOv5算法的主干网络基础上,设计了轻量级的GhostBottleneck模块;针对中药饮片中的小目标检测问题,在模型结构中加入了注意力机制,可以提高小目标的检测能力;将原有的卷积层替换为深度可分离卷积,降低网络的模型参数。经过在107种常见中药饮片的数据集上训练的实验结果表明,改进后算法的mAP@0.5可以达到98.37%,比原YOLOv5算法提高了2.93%,既保持了对中药饮片识别的较高精度,同时计算量又比YOLOv5算法降低了53.45%,改进后算法的模型大小仅为6.61 MB,大大降低了硬件设备的计算成本。     

基于注意力机制的YOLOv5算法在跑道异物检测中的应用

机场跑道异物严重影响飞行安全,针对现有算法对小目标存在误检、漏检等问题,提出一种改进的YOLOv5算法对机场跑道异物进行检测。在YOLOv5的主干网络中添加有效通道注意力（ECA）模块,通过少量参数的增加带来明显的性能增益。将颈部网络中原特征金字塔模块替换为加权双向特征金字塔（BiFPN）网络,实现双向跨尺度连接和加权特征融合。采用EIoU Loss作为损失函数,加快了收敛速度。在FOD-A数据集上的实验表明,改进后的YOLOv5模型均值平均精度（mAP@0.5）指标达到了97.4%,相比于原模型提高了1.6个百分点。