基于改进快速区域卷积网络的目标检测轻量化算法

基于深度学习的目标检测算法已成为合成孔径雷达（SAR）图像目标检测任务的主流。深层网络通常具有大量参数,运行速度不能满足实时要求,难以在资源受限的设备(如移动端)上部署。考虑到对模型实时性和可移植性的要求,对双阶段目标检测算法快速区域卷积神经网络进行轻量化改进,比较不同改进方法对算法速度与精度的影响。结合SAR图像的特点,优化轻量化模型,与单阶段目标检测算法的单脉冲多盒检测网络对比。仿真实验结果表明,改进轻量化模型在保持原有精度水平下,模型占用内存和算法运算量大大减少,可有效满足SAR图像目标检测的实时性要求。     

基于改进YOLOv5与嵌入式平台的多旋翼无人机检测算法

针对在嵌入式平台上检测无人机时面临的资源占用率高、实时性差的问题,提出一种改进YOLOv5网络的目标检测算法。以YOLOv5s网络为基础模型,使用MobileNetV3网络代替CSP-Darknet53作为骨干网络进行特征提取,并优化改进特征加强网络以及算法的回归框损失函数。基于自建无人机数据集分别在PC机和嵌入式平台RK3399上进行测试,实验结果表明：改进后的YOLOv5算法与原算法相比,在保持较高检测精度的同时,检测速度提升了38%,模型大小降低了45%,有效提升了算法的检测性能,满足应用于嵌入式设备的实际需求。     

图像自寻的弹药目标检测方法综述

弹载图像目标检测方法是实现图像自寻的弹药“发射后不管”、对目标进行自主打击的关键技术。弹药图像自寻的面临着成像环境恶劣,目标特性变化快,对算法体积、速度要求苛刻等问题。围绕弹载目标检测难点问题进行综述,将基于深度学习的目标检测方法区分为基于候选框、无候选框和基于transformer的方法,回顾了各类方法主要研究进展;对特征提取网络轻量化、预测特征图增强、非极大值抑制后处理算法、训练中样本均衡、模型压缩等弹载图像目标检测模型部署中的关键技术进行了梳理;对比了典型目标检测方法在ImageNet、COCO及弹载图像目标数据集上的性能,并对未来发展进行展望。     

基于遗传算法的空间多传感器优化部署模型研究

对空间传感器平台进行优化部署,是在平台数量有限的情况下,提高整个系统探测效率的有效手段。构建了传感器平台部署优化设计指标体系,针对不同指标分别提出了量化方法,在此基础上建立了空间多传感器部署优化模型。将遗传算法应用于该模型,提出了基于遗传算法的求解方法。最后通过算例仿真,对空间多传感器平台优化部署模型及其求解算法的有效性进行了检验。结果表明,传感器数量越多,部署模型的优化效果越明显。     

面向合成孔径雷达图像任意方向舰船检测的改进YOLOv3模型

为实现合成孔径雷达(SAR)图像舰船检测能同时输出目标位置和方位角估计信息,提出基于改进YOLOv3的任意方向舰船目标检测模型。定义有利于模型参数回归稳定性的角度范围,根据垂直框和旋转框预测结果定义多任务损失函数。通过融合垂直框和旋转框预测结果进行目标方位角估计校正,以进一步提高检测性能。采用SAR舰船目标检测数据集(SSDD+)和高分辨率SAR图像数据集(HRSID)分别进行改进模型的性能测试和迁移测试。实验结果表明：对于SSDD+,当交并比为0.5时平均精度均值mAP_0.5达到了0.841;对HRSID进行迁移测试时,mAP_0.5能够达到0.530;当网络输入尺寸为416×416时处理一帧图像耗时约为25 ms;采用高分辨率可见光舰船数据集(HRSC2016)进行改进模型的适用性测试,mAP_0.5为0.888,超过了部分已知模型的精度;该改进模型适用于纯海洋背景下SAR图像中的舰船目标检测,能够满足舰船目标检测的实时性需求。     

一种基于时空域累积差分的红外小目标融合检测算法

在分析了目标、背景与噪声的基本特性后,提出了一种时空域累积差分融合的红外小目标检测算法。在空域上,对原始图像采用高通与低通滤波并差分突出目标信息。在时域上利用目标的运动特性进行多帧累积和差分处理,并对空域和时域处理的图像进行自适应分段线性变换增强图像,最后将增强处理的图像根据相应的准则融合采取自适应阈值分割处理。实验结果表明文中提出的算法能有效检测出低信噪比环境下的运动小目标。     

基于光电转台全局运动补偿与YOLOv3网络模型的运动目标检测算法

传统的动目标检测算法存在受噪声干扰大、背景建模时间长、无法识别目标类型等问题,并且背景建模等方法对全局运动存在限制要求.针对上述问题,提出新的运动目标检测算法,采用YOLOv3模型对观察序列中的视频进行检测,获得连续帧的目标识别结果;通过光电转台位置信息估算全局运动,对连续帧目标进行匹配获取一致性关系;计算目标像素速度与目标运动程度估值,判定目标运动状态.以车辆目标视频图像为研究对象,试验表明：算法在英伟达TX2与NX平台实现部署,单帧处理时间分别达到140 ms、36 ms,实现对多个运动目标的实时正确检测,并获取目标像素速度与运动方向等运动信息.     

红外图像弱小点目标检测技术研究

针对低信噪比、背景和噪声干扰严重的红外图像中运动点目标的检测问题,提出了一种背景预测和目标轨迹搜索相结合的高效检测算法。该算法首先对序列图像进行高通滤波,然后对滤波后的图像进行背景预测,将原图像与背景预测图像相减获得残差图像,依据图像阀值分离出少量的候选目标点,再将含有候选目标的序列残差图像经过最大合并算法形成组合帧图像,最后利用目标运动的连续性和一致性在组合帧图像中搜索目标运动轨迹。     

基于对数极坐标变换的景像匹配算法研究

针对成像制导过程中对实时性和准确性的要求,对存在旋转和尺度变化的航拍照片的匹配进行研究,提出了一种基于对数极坐标变换的匹配和跟踪算法.匹配时先对基准图和实时图按多分辨率金字塔法进行对数极坐标变换,利用对数极坐标的旋转和尺度不变性进行匹配.匹配后,用相对运动时目标的对数极坐标变换图像梯度下降最小相异评估方法对目标进行跟踪,通过对航拍照片进行匹配测试,证明了这种方法的有效性.     

基于多目标局部变异-自适应量子粒子群优化算法的复杂地形多传感器优化部署

对复杂地形下的多传感器部署问题进行研究,提出了基于多目标局部变异-自适应量子粒子群优化（LM-AQPSO）算法的多传感器多目标优化部署方法。该方法对复杂地形进行多属性网格建模,给出了传感器探测模型和优化目标。引进局部变异和参数自适应策略对量子粒子群优化算法进行改进,并提出了基于LM-AQPSO的多目标Pareto最优解集优化算法。考虑多目标部署需求,构建了基于Pareto最优解集的多传感器优化部署模型。仿真实验结果表明：相对于经典的改进非支配排序遗传算法,所提算法优化的Pareto最优解有着更好的收敛性和分布性,且寻优时间更短;所提模型能有效解决多目标多传感器部署问题,并能同时提供更多的决策方案。     

无人机空中回收视觉导航技术

针对无人机空中回收过程中的导航问题,提出一种利用深度学习进行目标检测并配合双目视觉进行位姿 估计的技术。设计空中回收视觉导航系统,通过改进原有目标检测算法YOLOv3 框架提高回收过程中的检测精度和 速度;通过双目视觉系统对特征点进行3 维位姿解算,返回无人机和回收锥套中心相对位置信息。实验结果表明： 改进后的检测算法平均精度比YOLOv3 提高了3.2%,检测速度提高到73 FPS,检测速度明显提升;双目视觉算法 的位姿解算精确度高,两者同时满足导航系统精确性和实时性的要求。     

基于级联式Snappy-CenterNet 的锥套目标检测算法

针对空中加油因场景光照变化、环境遮挡等情况造成的锥套目标识别精度低、实时性差的问题,提出一种基于级联式Snappy-CenterNet深度网络的锥套目标检测算法。在CenterNet网络的基础上,以HourglassNet为主干网络,改进其bottleneck结构并引入中心池化的方法,对整体的网络结构进行优化,通过级联式的网络提升整体检测精度。实验结果表明：该算法可实现在多种复杂场景下对锥套目标的可靠检测,检测结果的精确率与召回率均可达99%,位置精度与区域精度分别可达99%与96%,更新率可达33.68 Hz,满足空中加油近距视觉导航阶段对于锥套识别的指标要求。     

基于改进YOLOv4-tiny 的舰面多目标检测算法

针对舰面多目标的检测问题,提出一种改进YOLOv4-tiny 的舰面多目标检测算法。在卷积神经网络中引 入卷积注意力模块(convolutional block attention module,CBAM),通过混合通道特征和空间特征来关注舰面目标和 抑制背景特征,提高网络的抗背景干扰能力;针对目标尺度变化加入空间金字塔池化结构(spatial pyramid pooling, SPP)以融合不同尺度的特征,提高对不同大小目标的检测能力;使用Mish 激活函数替代Leaky ReLU 激活函数以获 得更好的泛化能力。实验结果表明：5 类舰面目标的平均检测精度为92.22%,接近YOLOv4 算法的96.48%,而检测 速度(frames per second,FPS)达到了42.5 帧/s,远高于YOLOv4 的18 帧/s;该算法能较好地平衡准确率和速度的关 系,可以对舰面目标进行实时检测。     

基于YOLOv5 改进的小目标检测算法

针对传统目标检测算法存在对小目标检测的识别精度低和不稳定的问题,提出基于YOLOv5 改进的小目 标检测算法。基于卷积神经网络加入额外的检测头,采用数据增强策略并更改网络卷积步长,解决了小目标像素低、 占比小、易重叠和难以分辨等问题;同时依托真实检测场景制作一个全新的针对飞机检测的卫星影像数据集,该数 据集的待检测小目标占比达61%,飞机姿态及场景丰富,有助于客观全面地验证网络精度。将改进后的算法与原始 的YOLOv5 模型进行对比,结果表明,其平均精确率AP 值较原始YOLOv5 模型提升约3%。     

基于改进Focus的小目标检测技术

为解决深度神经网络模型小目标检测效果不佳的问题,对Focus结构进行改进,提出一种即插即用的轻量级结构Focus+。搜集相关图像并建立包含5类目标的军事小目标数据集,将Focus+插入常用的目标检测模型,使用不同尺度的输入进行了多组对比实验。实验结果表明：引入Focus+模块后,模型检测的平均精度均值平均提高了0.8 %,说明其能够在占用较少算力的同时提取到浅层网络的高分辨率特征,有效提高小目标的检测精度。     

改进的YOLOv3算法及其在军事目标检测中的应用

复杂环境下军事目标检测技术是提高战场态势生成、分析能力的基础和关键.针对军事目标检测任务在复杂环境下传统检测算法的检测性能较低问题,提出一种基于改进YOLOv3的军事目标检测算法,通过深度学习实现复杂环境下军事目标的自动检测.构建军事目标图像数据集,为各类目标检测算法提供测试环境;在网络结构上通过引入可形变卷积改进的R...     

基于改进YOLOv4的X射线图像违禁品检测算法

为提高安检速度、实现X射线图像中违禁物品的自动检测,提出一种基于改进YOLOv4的X射线图像违禁品检测算法。该算法在单阶段目标检测算法YOLOv4基础上设计一种空洞密集卷积模块。将上采样链路融合后特征输入空洞密集卷积模块中,增强特征表达能力和卷积视野。对融合后特征信息加入注意力机制,用来增强有效特征和抑制无效特征,最终得到表征图像信息的特征图输入检测头部。采用Mosaic数据增强方法训练网络,提升网络的鲁棒性。结果表明：该算法在公开SIXray数据集上的均值平均精度达到80.16%,检测速度为25帧/s;该算法在公开SIXray数据集上多类违禁物品能够取得较高的检测精度,且满足检测的实时性要求。     

基于生成式对抗网络的合成孔径雷达舰船数据增广在改进单次多盒检测器中的应用

针对合成孔径雷达（SAR）图像舰船目标检测领域舰船数据获取成本较高、数据集稀少的问题,提出一种基于像素对像素（pix2pix）生成式对抗网络(GAN)的数据增广技术。制作一个用于pix2pix GAN的数据集,通过对GAN网络的训练和测试得到800张新的SAR舰船样本,并对生成的典型样本进行了客观评价;针对传统SAR舰船目标检测算法鲁棒性差、易受斑点噪声影响的缺点,提出一种基于改进单次多盒检测器(SSD)的SAR舰船检测算法,通过在SSD加入Inception模块增强其对多尺寸目标适应性,提高检测器性能;将pix2pix GAN生成的SAR舰船数据进行标注后加入改进的SSD中,在SAR舰船检测数据集上进行大量对比实验。实验结果表明：当将生成的样本加入原SSD后,检测精度比原SSD检测算法提高了4.3%;当将生成的样本加入改进的SSD后,检测精度相比改进的SSD提高了1.9%;检测器中没有加入生成样本的情况下,改进SSD算法相比原SSD检测算法,检测精度提升了4.7%.