基于可变形卷积与注意力机制的X光安检违禁品检测

X光安检违禁品检测被广泛应用于维护公共交通安全和人身安全。针对X光图像中违禁品存在形状尺度多变、重叠遮挡严重等问题，提出一种结合可变形卷积与注意力机制改进的YOLOv5s模型用于违禁品检测。首先在主干网络中引入可变形卷积，通过学习采样偏移量来适应物体的不同形变，增强空间特征信息提取能力；其次利用混合卷积注意力模块加强模型对检测目标的感知能力，抑制无关背景干扰；然后构造通道引导的空洞空间金字塔模块，获取更加准确的全局上下文信息，提高模型对重叠遮挡目标的识别能力；最后采用CARAFE算子代替最近邻插值，在上采样过程中充分利用内容信息，提高模型检测精度。在SIXray_OD和OPIXray数据集上实验结果显示，所提出模型的mAP@05相较于原YOLOv5s分别提高了21%和18%，达到了906%和900%。与现有诸多先进算法相比，具有较好的检测精度与实时性。     

面向电力系统现场作业的安全风险管控智能检测算法

针对电力现场作业下的安全管控存在场景复杂、目标多样且部分遮挡而导致智能安全监测困难的问题，提出一种基于YOLOv7-Tiny的改进算法。首先，搭建了YOLOv7-Tiny检测网络，并在该算法框架中融合通道重组的注意力机制，从而有效提升通道之间的交互能力，增强复杂场景下目标区域的显著度；其次，在特征融合阶段，构建基于残差跳连的多尺度特征融合结构Res-PANet(Residual Path-Aggregation Network)来有效融合多尺度目标，提升场景中的多目标检测能力；同时，在模型的输出检测头中结合Swin-Transformer模块，提升模型的感受野，增强模型对特征图的全局感知，提高模型在部分遮挡情况下的检测能力；接着，在训练时采取改进的Mosaic数据增强方式，提升小目标的分布数量，达到丰富目标场景、提高模型泛化能力的目的；最后，以电力人员安全帽及安全服的穿戴、电力围栏以及电力警示牌为安全作业的监测对象进行改进算法的验证，同时采取基于Score-CAM的热力图分析进一步验证模型改进的有效性。实验结果表明：融合改进模型的平均检测精度达90.1%，图像检测速度为46帧/s，在嵌...     

基于机器视觉的配网工程安全管控检测方法

针对配电网工程在施工现场受外界环境干扰因素多、现场监管难度大等问题,提出了一种基于改进的YOLOv5网络模型的配电网工程实时检测方法,并对配电网工程图像精确识别及缺陷检测进行了研究。首先,对配电网工程现场样本数据集进行标注,改进YOLOv5网络的特征提取网络,以加快多尺度融合并提高小目标物体检测的精度。在此基础上,改进损失函数、非极大值抑制模块,提高模型的识别精度与收敛速度。最后,经过Darknet深度学习模型对识别样本进行多次迭代训练,保存最优权重数据用于测试集的测试。算法通过 TensorBoard 可视化工具显示训练和测试结果。测试结果表明,每种配电网样本的平均识别准确率可达到95%以上,图片的识别速度可达到140 帧/s。同时,所改进算法检测准确率高,实时性强,满足工程现场实时使用需求。     

火电厂监控视频安全帽检测方法研究

安全帽是火电厂生产环境中非常重要的安全防护装备,利用计算机视觉领域中的相关技术对其检测能有效保障工业生产安全。针对安全帽在复杂工业环境中易受到光照环境变化、多遮挡、目标过小导致检测困难的问题,构建了安全帽目标检测数据集,改进了YOLOv5目标检测算法的Head模块,对Anchor的数目与大小进行了调整,通过k-means聚类算法对安全帽数据集重新聚类,增加自顶向下网络特征提取过程中的上采样模块,对提取到的特征图进一步扩大,并将深层特征与浅层特征信息充分融合,增强了模型多尺度特征提取能力。基于构建的工业场景安全帽目标检测数据集,将改进后的YOLOv5算法与目前相关领域最优算法进行对比实验。实验结果表明,改进后的YOLOv5算法在准确率方面均得到显著提升,最高检测率达到了98.1%。综合考虑算法检测速度、精度与模型体积等多种因素,改进后的YOLOv5算法可以满足工业场景中检测的需求。     

改进视觉注意力网络的水下目标检测算法

针对传统水下图像检测方式易受水中光线、复杂环境的影响,造成水下目标识别精度不高,泛化性较差的问题,提出了一种改进YOLOv5s的水下目标检测算法。首先引入了Double MSRCR算法,解决了水下物体清晰度低,特征模糊的问题。在网络结构方面,主干网络引入C＿VAN模块,提升了神经网络特征提取能力;其次在颈部网络中,引入RFB＿S感受野,增强神经网络的多尺度适应能力;最后引入NAMAttention空间与通道注意力机制,增强网络上下文特征的表达能力。所提方法相较于Faster-RCNN检测精确度提高了6.5%,相较于YOLOv4检测精确度提高了4.1%,相较于YOLOv5s检测精确度提高2.7%,检测速度提升了56.34 fps,证明了方法适用于实时水下检测任务。     

基于改进YOLOv5与CRNN的电表示数识别

为了提高电表示数检测和识别的准确率，基于轻量高效的YOLOv5s网络提出了改进的目标检测网络。首先，在特征提取阶段添加CBAM注意力机制对图像的重要特征进行自主学习，并设计了一种特征融合网络D-BiFPN加强了对深层特征的提取；其次，引入CIOU损失函数，使目标框的回归更加稳定。对CRNN文本识别算法的主干网络进行改进，模型保持轻量化的特点，在移动端部署上有良好的前景。最后，在电表数据集上测试得出：相比于YOLOv5算法，所提出的算法精度均值提升了5.13%;相比于CRNN算法，所提出的文本识别算法准确率提升了7.4%。实验结果表明，改进后的文本检测算法对电表示数的检测精度较高，文本识别算法准确率和速度较高，满足电表示数检测识别的实际应用需求。     

基于YOLOv5的轻量化端到端手机检测方法

针对监控图像中手机尺寸较小、分辨率低且特征不明显等问题，给检测算法研究带来了困难。提出了一种改进的YOLOv5网络模型方法用来识别手机的使用。改进的检测算法引入轻量级网络GhostNet作为主干提取网络，将GhostConv模块、C3Ghost模块分别代替主干网络中的Conv基本卷积模块和C3模块，减小网络参数和复杂度；同时，将注意力机制CBAM引入到主干网络中，减少融合后冗余特征的影响，提取到目标区域中更加关键的特征信息；使用四尺度特征检测，在原算法基础上对应的增加检测层，用以提高更小目标的检测精度。实验结果表明，改进后的YOLOv5算法准确率达到95.7%,平均精度达到97.1%,比改进前训练的准确率和平均精度分别提升了2.5%和1.8%,运算量和参数量较改进前分别减少了14.3%和24.5%。改进的YOLOv5算法不仅具有轻量化优势，同时保证了准确率和平均精度。该方法为智能监测技术行业违规使用手机提供了理论依据和技术参考。     

基于密集连接网络的航拍绝缘子旋转目标精准定位方法

为了实现架空线路巡检时绝缘子的精准定位和检测,提出了一种基于Dense-Block密集连接块与旋转框改进YOLOv5的绝缘子检测模型。该模型针对绝缘子长宽比较大和方向多变的特点,提出利用长边定义法为检测框增加角度信息,实现目标旋转框检测,有效提升绝缘子检测和定位的效果。同时为了增强特征的重新利用和传播,利用Dense-Block对模型中的残差模块进行改进,构建YOLOv5-dense检测模型。最后为了使YOLOv5-dense模型能够更加关注有效的特征信息,在主干网络尾部加入SimAM注意力模块对模型进行改进。实验之前,利用Retinex算法对输入绝缘子图像进行增强。实验结果表明,相较于原始YOLOv5算法,所提算法在平均准确率和每秒处理帧数方面都有提高。除此之外,与水平框检测算法相比,所提算法去除了检测结果中大量冗余的背景信息,实现了绝缘子区域更加精准的定位。     

基于双特征融合的改进 R-CNN 电力小金具缺陷检测方法研究

电力金具作为输电线路中的不可缺少的关键部件,对电力稳定传输提供了保障,一旦电力金具出现缺陷,就会带来巨大的隐患,造成输电设施的损坏甚至大面积停电事故,影响人们的生产和生活。传统的输电线路检修主要依靠人工现场进行巡检,不仅危险程度高,辨识难度也比较大。人工智能识别技术的不断进步,为电力金具的缺陷识别提供了更好的方法。目前Faster-RCNN算法的目标识别准确率高,但对于螺钉等小金具目标物体的识别率相对较低。本文首先通过双特征融合算子提取特征并进行标记后,输入引进混合注意力机制改进的Faster R-CNN模型中,进行特征再提取,融合重合度较高的特征,并进行缺陷的分类和识别,能够对电力小金具中的螺钉进行高效的辨识。实验结果表明,本文双特征融合的改进Faster R-CNN模型相较于传统的Faster R-CNN模型和YOLO模型的提升效果明显,模型的平均准确率提升了5%,平均精度提升了11%,在保障算法实时性的同时对螺钉等电力小金具具有较好的检测效果。     

一种Transformer引导 YOLOv5对高空吊钩违规操作识别

为了降低高空作业意外事故发生的风险,高空吊钩作业违规检测识别并及时告警显得十分重要.针对高空 吊钩目标小以及图像目标模糊等问题,现有的基于 YOLOv５的目标检测方法存在误检测率高、效率低等问题,为此 采用一种 Transformer模块来引导 YOLOv5对高空吊钩违规操作检测的算法.首先,在 Backbone中添加 Transformer 模块有效捕获全局信息和目标图像的上下文内容信息,有利于捕获复杂背景干扰下目标的特征信息;其次在 Neck中 使用 BiFPN 模块,能有效挖掘小目标图像内容信息及深层图像语义信息;最后使用SIoU损失函数,可以更准确定位 目标框的位置信息.     

改进 YOLOv5s算法的电动车头盔检测研究

针对电动车头盔佩戴检测存在遮挡、车辆密集以及一车多人的复杂场景下出现的漏检、误检问题,在 YOLOv5s 的基 础上,提出了一种应用于电动车头盔佩戴检测的改进算法。设计了一种由递归门控卷积改进的 GBC3 模块,替换网络主干和 特征融合层(feature pyramid networks,FPN)中的 C3 模块,加强邻间特征的空间信息交互,提高网络的特征提取和特征融合 能力;其次在主干和特征融合网络添加无参注意力机制(SimAM), 以调整特征图中不同区域的注意力权重,对重要目标施加 更多关注;最后引入调整超参后的 WIOU 损失函数,优化预测框回归,提高模型的目标定位能力。在自制电动车头盔数据集 上的实验结果表明,改进模型在仅增加较少参数的前提下,其平均精度均值(mAP) 达到97.3%,较 YOLOv5s 提高了3 . 2%, 并且检测速度为87.1fps,改善了误检和漏检的问题,同时仍具有较高的实时性,更适用于电动车驾乘者的头盔佩戴检测。     

注意力机制优化的全尺寸目标检测方法

针对现有目标检测算法全尺寸目标检测精度低的问题,提出了一种改进的基于YOLOv3模型的全尺寸目标检测算法。该方法设计了一种全新的通道自适应递归FPN网络架构,提出了一种基于通道注意力的递归金字塔模型,提高了YOLOv3的特征提取能力和不同尺度目标的检测能力。同时在训练过程中引入损失函数转换,解决了训练过程中动态参数不优化的问题。与其他主流目标检测算法相比,本文提出的改进模型在小尺寸目标、大尺寸目标与复杂背景多尺寸目标的检测精度分别提高了5.6%、2.6%、1.6%。实验结果表明,本文提出的方法检测精度显著提升。     

基于级联网络的散乱堆叠物体分割算法

提出了一种针对处理散乱堆叠物体的改进方法。在 YOLOv5模型中采用了加权双向特征金字塔网络(BiFPN) 替代 路径聚合网络(PANet), 结合 Gfocal损失函数,使得漏检和误检问题得到有效改善,平均精度均值(mAP)mAP@0.5 达到了 90.1%。利用Mask R-CNN进行目标物体分割,使用轻量化的 Mobilenetv3替代 ResNet101 主干网络以减少参数量,同时借 用CFNet 思想加强特征融合机制,使得分割精度提高至92.1%。通过级联改进后的 YOLOv5 和改进后的 Mask R-CNN,算 法在实时性和精确性上得到了平衡,在有效感兴趣区域(region of interest,ROI)中提取准确的物体形状信息。与单独使用实 例分割算法相比,检测速度提升了1 s。实验证明所提出的算法不仅提高了推理速度,还提高了分割精度,解决了复杂堆叠场 景下物体特征提取效果差且检测速度慢的问题。     

面向石英坩埚的小气泡检测算法研究

针对石英坩埚气泡检测现有方法实时性差及小目标检测能力不足的问题,提出了一种改进YOLOv5的石英坩埚气泡检测算法YOLOv5-QCB。首先,自建石英坩埚气泡数据集,根据气泡尺寸小且分布密集的特点,减少网络下采样的深度,保留丰富的细节特征信息;同时,在颈部使用空洞卷积以增大特征图感受野,实现全局语义特征的提取;最后,在检测层前添加有效通道注意力机制,增强重要通道特征的表达能力。实验结果表明,相比于原模型,改进后YOLOv5-QCB能有效降低对小气泡的漏检率,平均检测精度从96.27%提升到98.76%,权重缩减了二分之一,能够实现快速、准确检测石英坩埚气泡数量。     

基于改进YOLOv5的印刷电路板缺陷检测

为解决印刷电路板缺陷检测中缺陷类别易混淆,缺陷目标微小难以检测的问题,提出了一种改进的YOLOv5检测模型。在骨干网络引入Swin-Transformer架构,获取局部和全局信息的多尺度特征。增加一个针对小目标的预测特征层,新的多尺度特征融合和检测结构使模型学习更加全面的特征信息。使用ECIoU＿Loss作为损失函数,实现电路板缺陷检测速度和准确率协同优化。实验结果表明,改进后的YOLOv5模型在PCB Defect数据集上的平均准确率为98.7%,达到了99.7%的预测精确率和97.4%的召回率,比当前主流的检测模型性能更优越,改进后的YOLOv5模型能更有效的对电路板缺陷进行分类和定位。     

基于改进 YOLOv5s 的电力作业人员安全帽 检测算法研究

传统的电力施工现场安全帽检测算法的网络计算复杂度高、在复杂场景下对于远处目标和密集群体存在漏检等问题,提出一种改进后的轻量化YOLOv5s-GCAE算法,主干网络首先用GhostNet网络中的深度可分离卷积GhostConv,以此降低网络的计算量和参数量。其次在特征提取阶段中嵌入CA注意力机制,填补了引入轻量化网络时精度的缺失。引入自适应空间特征融合(ASFF)网络以有效融合多尺度特征,提高模型丰富的语义特征表示使网络更好的适应复杂的电力施工现场。最后引入损失函数EIOU,促使网络专注于高质量的锚点以提升在复杂场景下安全帽检测精度。构建了一个包含开源图片和自行收集的图片共9 326张的安全帽佩戴检测数据集。实验结果表明,该算法的安全帽检测准确率为93.4%,比YOLOv5s算法高2.1%,符合电力场景下安全帽检测的精度要求。     

基于注意力特征融合YOLOv5模型的无人机输电线路航拍图像金具检测方法

无人机采集输电线路航拍图像由于其特殊性,往往背景复杂多变,检测目标存在尺度不一及部分遮挡等问题容易造成检测过程中误检、漏检。本文从特征融合角度出发,提出基于注意力特征融合YOLOv5模型的输电线路金具检测方法。首先,在主干提取网络中引入了具有自注意力机制的AFF-Transformer模块更好的捕获全局信息和上下文信息,提高主干网络特征提取能力。其次,通过在特征融合过程中使用通道空间注意力避免了关键信息丢失。最后,利用双向加权特征融合机制使得模型更有效的将浅层特征和深层特征进行融合,以上改进有效缓解了金具在密集状态下的误检、漏检等问题。通过在自建输电线路金具数据集上进行实验,结果表明：本文提出的方法在原YOLOv5模型的基础上准确率提升了2.7%,模型召回率提高了1.5%,针对于小目标,以及漏检、误检等问题有了较好的改善。     

基于改进 YOLOv5 的太阳能电池板缺陷检测算法

为提高太阳能电池板缺陷的检测精确,提出了一种改进的 YOLOv5 网络,对太阳能电池板常见的划痕、叉隐、黑斑、黑 边以及无电等5类主要缺陷进行检测和分类。首先,使用改进后的 ODConv 模块对主干提取网络中的普通卷积模块进行替 换,减少网络模型的参数量;其次,将 C3 模块中的Bottleneck 结构替换成包含 ParNet 模块的Res2Net 以增加感受野,从而提 升了探测物体缺陷的能力和检测精确;最后,在预测网络前引入自适应特征融合结构,以融合不同特征图的位置与类别信息, 增强特征表达并提高模型的鲁棒性。对自建的数据集进行训练、验证以及测试,实验结果表明,改进后的模型能够成功识别 和定位5类常见缺陷。与原 YOLOv5 算法相比,在保持原网络高效性的同时,平均检测精确提升了6.2%。     

改进 YOLOv5 的新能源电池集流盘缺陷检测方法

针对新能源汽车电池集流盘中因目标缺陷分布杂乱、尺寸跨度大和特征模糊而易出现误检、漏检的问题,提出一种基于 多尺度可变形卷积的 YOLOv5 方法(YOLOv5s-4Scale-DCN),以用于汽车电池集流盘缺陷检测。 首先,针对不同尺度的缺陷目 标,在 YOLOv5 模型的基础上新增检测层,通过捕获不同尺度缺陷的特征以及融合不同深度的语义特征,提高对不同尺度缺陷 目标的检测率;其次,引入可变形卷积,扩大特征图的感受野,使提取的特征辨析力更强,有效地提高了模型的缺陷识别能力。 实验结果表明,所提的 YOLOv5s-4Scale-DCN 算法可以有效检测新能源汽车电池集流盘缺陷,mAP 达到了 91%,相较原算法提 高了 2. 5%,FPS 达到了 113. 6,重度不良和无盖缺陷这两种类别的缺陷,检测召回率达到了 100%,满足新能源汽车电池集流盘 缺陷实时检测要求。