改进Mask RCNN算法及其在行人实例分割中的应用

Mask RCNN算法在特征提取过程中存在语义信息丢失的问题,而自然场景中的行人具有姿态不同、遮挡和背景复杂等特点,导致算法应用于行人实例分割时检测准确性较差。对此,提出一种改进的Mask RCNN算法。在Mask RCNN网络的Mask分支中增加串联特征金字塔网络（CFPN）模块,对网络生成的多层特征进行融合,充分利用不同特征层的语义信息。在此基础上,执行RoI Align操作生成行人掩膜。仿照COCO数据集,从生活场景中拍摄1 000张图片,自建一个新的行人数据集。基于该数据集的实验结果表明,改进算法较原算法具有更高的检测精确率。     

密集人群场景下的行人检测与跟踪

针对日常户外高密度遮挡人群,本文提出一种基于行人头部检测的高效、鲁棒的多人跟踪方法。由于高密度人群的遮挡问题严重,因此提取背景的方法不可行。通过基于Haar-like特征的Viola-Jones分类器对视频中行人的头部正面进行检测,同时通过基于头部轮廓特征的Logistic回归对视频中行人的头部背面进行检测。确定行人的头部位置后,提取基于颜色直方图的头部特征,最后使用粒子滤波跟踪行人的头部。实验表明本方法能够高效地跟踪高密度遮挡的人群。     

基于运动目标分类的双向人流量统计算法

提出了一种在智能视频监控中基于运动目标分类的双向人流量统计算法.本文首先对运动目标进行检测和跟踪,根据检测出的运动目标团块经过预设计数线时的特征信息,把目标划分为非行人、单行人和多行人.对于多行人的情况,利用HOG和SVM对目标团块中的头肩进行检测,判断出多目标团块包含的行人数目.在人流量的统计中,借助于运动目标方向信息和目标团块所包含的行人数目信息,对经过场景预设计数线的行人进行进出双向的统计.本文算在建筑物通道口环境下的人流量统计中取得了较好的效果.     

基于人流量检测的改进CN算法

为实现在行人严重遮挡时人流量的精确统计,研究一种基于人流量检测的改进CN算法。结合背景差分与三帧差分提取运动目标前景;通过梯度方向直方图与支持向量机判断头肩特征;在Kalman滤波器预测下一帧图像中目标位置的周围选取检测窗口,利用融合HOG与CN (颜色名)特征的改进CN算法实现目标跟踪;以感兴趣区域计数线为准,结合目标运动轨迹实现人流量统计。实验结果表明,该算法在有行人严重遮挡的情况下具有较高的检测效率。     

改进的Faster RCNN煤矿井下行人检测算法

针对煤矿井下环境恶劣、光照差、背景混杂、行人模糊、行人多尺度等问题，提出了一种改进的Faster RCNN煤矿井下行人检测方法，使用深度卷积神经网络代替传统的手工设计特征方式自动地从图片中提取特征。利用深度学习通用目标检测框架Faster RCNN，以Faster RCNN算法为基础，对候选区域网络（Region Proposals Network，RPN）结构进行了改进，提出了一种“金字塔RPN”结构，来解决井下行人存在的多尺度问题；同时算法中加入了特征融合技术，将不同卷积层输出的特征图进行融合，增强煤矿井下模糊、遮挡和小目标行人的检测性能。实验结果表明：改进的Faster RCNN可以有效解决井下行人检测问题，在井下行人数据集上获得了90%的检测准确率，并在公测数据集VOC 07上对改进算法进行了验证。     

基于计算机视觉的人流量双向统计

提出了一种采用视频监控系统对人行通道口进行双向人流量计数的方法。首先建立发色模型与头部形状模型,采用形态学运算提取人的头部目标,然后跟踪目标建立人头目标移动链,依据目标链位置信息判别行人的进出方向,最后设置感兴趣的检测区域,并对通过该检测区域的行人计数。实验结果表明,该方法能实时有效地统计通道口处双向人流量。     

YOLO-Person：道路区域行人检测

城市道路场景下的行人目标尺寸变化大,并且人群密集容易引起遮挡问题,增加了行人检测难度。为了提高城市道路区域行人检测的准确性和实时性,更好应对驾驶场景的实际需求,对You Only Look Once（YOLO）方法进行改进。原YOLO模型分为行人特征提取阶段和行人坐标回归阶段,将浅层特征与深层特征多尺度融合,增加骨架网络的特征提取效果;添加注意力机制,在特征融合后加入空间通道增强模块,并且将GIoU损失引入网络训练过程,提高对遮挡目标的识别能力;结合行人尺寸,提出CrossYOLO层对网络宽度进行调整,加快了模型运算速度。在Caltech行人基准数据集下进行验证实验,结果表明YOLO-Person模型与原YOLO以及其他流行方法相比,对小目标和遮挡目标误检率更低,并且速度更快,具有一定的实际应用价值。     

多特征协同的双层组合结构行人监控识别方法

在对公共场所人流量统计的过程中,为了有效解决因行人遮挡、粘连所引发的在行人识别上的低检测率、高虚警率、实时性不足的缺点,对聚集型B-Haar特征和Edgelet特征协调进行特征提取,设计了双层组合结构行人识别模型。该模型的上层是在完全二叉树架构下结合局部二元模式改进的Haar特征(称作聚集型B-Haar特征),主管提取候选行人目标,确保较高的检测识别率;下层树状结构使用四分支串联树状结构,利用Edgelet特征并结合贝叶斯原理构建树状决策结构,对候选行人多部位检测然后判断候选目标是否为行人,实现降低虚警概率,保证实时性的目标。经过实验分析表明,所设计的多特征协同双层组合结构行人识别方法与传统的树状结构、串并联结构相比,在实时性、检测率和虚警率上具有明显的整体优势。     

基于骨架特征的人数统计

针对视频监控中行人在运动中将出现部分或严重遮挡的问题,提出了一种基于人体骨架特征的人数统计算法。首先,利用形态学骨架提取算法提取初始人体骨架图;然后,剔除骨架孤立点和骨架伪分支,得到最优人体骨架特征;最后,通过分析骨架的人头区域特征,建立人头检测响应规则,检测行人人头个数实现人数统计。实验结果表明,该算法能够解决视频监控人物相互之间部分遮挡和严重遮挡问题,针对相对稀疏的场景该算法人数统计准确率为95%左右。     

基于骨架特征的人数统计

针对视频监控中行人在运动中将出现部分或严重遮挡的问题,提出了一种基于人体骨架特征的人数统计算法。首先,利用形态学骨架提取算法提取初始人体骨架图;然后,剔除骨架孤立点和骨架伪分支,得到最优人体骨架特征;最后,通过分析骨架的人头区域特征,建立人头检测响应规则,检测行人人头个数实现人数统计。实验结果表明,该算法能够解决视频监控人物相互之间部分遮挡和严重遮挡问题,针对相对稀疏的场景该算法人数统计准确率为95%左右。     

煤矿井下行人检测算法

针对井下光照不均匀、行人特征与背景的相似度高等导致基于计算机视觉的行人检测技术在井下应用面临很大挑战的问题,提出采用Faster区域卷积神经网络(RCNN)进行煤矿井下行人检测。Faster RCNN行人检测算法采用区域建议网络(RPN)生成候选区域,RPN与Fast RCNN共享卷积层,以提高网络训练和检测速度;在图像特征提取过程中采用动态自适应池化方法对不同池化域进行自适应池化操作,提高了检测准确性。实验结果表明,该算法对于不同环境下图像中的行人均具有较好的检测效果。     

联合语义的深度学习行人检测

视频行人检测是计算机视觉的一个重要应用,本文利用深度学习检测近似垂直视角的行人,但若单纯检测行人,易受与行人语义相关的行人附属属性（如背包和帽子）的干扰,容易造成误检.本文提出一种基于更快区域卷积神经网络的联合语义行人检测方法：首先调整网络模型,增强对小目标的辨别力,使其可以有效的检测行人和行人的语义属性;然后利用空间关系建立行人及其语义属性的关联,合并行人与其语义信息,并对候选行人目标进行自适应得分调整,结合行人语义属性判断候选行人目标.大量的实验表明,本文的方法精度高,速度快,具有实用价值,且检出的行人与其语义属性还可用于后续的人数统计和行人行为分析.     

基于改进Faster RCNN的安全帽佩戴检测研究

针对已有安全帽佩戴检测算法对部分遮挡、尺寸不一和小目标存在检测难度大、准确率低的问题,提出了基于改进的Faster RCNN和多部件结合的安全帽佩戴检测方法。在原始Faster RCNN上运用多尺度训练和增加锚点数量增强网络检测不同尺寸目标的鲁棒性,并引入防止正负样本不均衡的在线困难样本挖掘策略,然后对检测出的佩戴安全帽工人和安全帽等采用多部件结合方法剔除误检目标。实验表明,相比于原始Faster RCNN,检测准确率提高了7%,对环境的适应性更强。     

基于改进Faster RCNN与Grabcut的商品图像检测

近年来,图像检测方法已经被应用于很多领域.然而,这些方法都需要在目标任务上进行大量边框标注数据的重新训练.本文基于Faster RCNN方法,并对其进行改进,解决了在小数据且无需边框标注的情况下的商品图像检测问题.首先对Faster RCNN的边框回归层进行改进,提出了一种非类别特异性的边框回归层,仅使用公开数据集训练,无需在目标数据集上进行再训练,并将其用于数据预标定与商品检测.然后结合Grabcut与非类别特异性Faster RCNN提出了一种样本增强方法,用来生成包含多个商品的训练图像;并为Faster RCNN添加了重识别层,提高了检测精度.     

基于anchor-free的交通场景目标检测技术

在智能交通领域使用深度学习的方法进行目标检测已成为研究热点。当下经典的目标检测算法,无论是基于回归的单阶目标检测模型还是基于候选区域的二阶段目标检测模型,大部分是利用大量预定义的先验框anchor枚举可能的位置、尺寸和纵横比的方法来搜索对象,往往会造成正负样本严重不均衡的问题,模型的性能和泛化能力也受到anchor自身设计的限制。针对基于anchor的目标检测算法存在的问题,利用单阶目标检测网络RetinaNet,对交通场景中的车辆、行人和骑行者建立基于anchor-free的目标检测模型,采用逐像素预测的方式处理目标检测问题,并添加中心性预测分支,提升检测性能。实验表明,与基于anchor的原RetinaNet算法相比,改进的基于anchor-free的目标检测模型算法能够对交通场景中的车辆、行人、骑行者实现更好的识别。     

基于对抗网络与卷积神经网络的目标检测方法

在目标检测方法中,通过使用具有不同遮挡程度的数据集进行训练,能够提升目标检测算法对遮挡的不变性,但现实生活中的数据集往往存在长尾效应。因此提出一种基于对抗网络与卷积神经网络的目标检测方法。通过对抗网络在输入数据上进行计算得到不同遮挡程度的样本,使用Faster RCNN算法进行训练提升遮挡不变性,以此提高算法检测精度。实验结果表明,该方法与Faster RCNN相比,在VOC 2007数据集上平均精度提升了2.2个百分点,在VOC 2007和VOC 2012联合数据集上平均精度提升了1.3个百分点。     

多通道区域建议的多尺度X光安检图像检测

针对安检X光图像检测中的违禁品尺度差异问题,对Faster RCNN网络进行改进,提出一种基于多通道区域建议网络（muiti-channel region proposal network,MCRPN）。考虑到不同层卷积特征在视觉语义上的互补性,进行多层特征提取,融合VGG16高层较丰富的语义特征和低层较浅的边缘特征;修改多通道RPN中的锚框参数,将生成的多尺度候选目标区域分别映射到对应的特征图上,构建多尺度违禁品检测网络;在多通道上引入膨胀卷积,设计一种多分支膨胀卷积模块（dilated convolutions module,DCM）,增大感受野,增强不同尺度的特征。将改进的算法在自制数据集SIXray_OD上进行实验,检测的平均精度达到84.69%,测性能较原网络提高了6.28%。实验结果表明,改进算法的识别精度有一定提高。     

新冠肺炎疫情背景下聚集性传染风险智能监测模型

新型冠状病毒肺炎疫情严重威胁人们的生命安全,对于聚集性人群密度及口罩佩戴情况的监管是控制病毒扩散的重要途经。公共场所具有人流密集且流动性大的特点,人工监测易增加感染风险,而现有基于深度学习的口罩检测算法存在功能及场景单一的问题,不能在多场景下实现多类别检测,同时精度也有待提升。提出Cascade-Attention R-CNN目标检测算法,实现对聚集区域、行人和口罩佩戴情况的自动检测。针对任务中目标尺度变化过大的问题,选取高精度两阶段Cascade R-CNN目标检测算法作为基础检测框架。通过设计多个级联的候选分类-回归网络并加入空间注意力机制,突出候选区域特征中的重要特征并抑制噪声特征,从而提高检测精度。在此基础上,构建聚集性传染风险智能监测模型,结合Cascade-Attention R-CNN算法的输出结果确定传染风险等级。实验结果表明,该模型对于不同场景和视角的多类别目标图片具有较高的准确性和鲁棒性,Cascade-Attention R-CNN算法平均精度均值达到89.4%,较原始Cascade RCNN算法提升2.6个百分点,较经典的两阶段目标检测算法Faster R-CNN和单阶段目标检测框架RetinaNet分别提升10.1和8.4个百分点。