基于改进YOLOv5的低光照图像目标检测

针对低光照环境下现有的目标检测算法普遍存在检测精度较低的问题，提出一种改进YOLOv5的双通道低光照图像目标检测算法（YOLOv5＿DC）。首先，通过伽马变换和叠加高斯噪声的方法合成低光照图像，扩充数据集，提高模型的泛化能力；其次，提出特征增强模块，引入通道注意力机制，融合增强图像和原始图像的低级特征，抑制噪声特征的影响，改善网络的特征提取能力；最后，在颈部网络中加入特征定位模块，增加特征图在目标区域的响应值，使网络更关注目标区域，提高网络的检测能力。实验结果表明：所提YOLOv5＿DC算法实现了更高的检测精度，在低光照图像目标检测数据集ExDark*上的平均精度均值（mAP）@0.5达71.85%，较原始的YOLOv5算法，提高了1.28个百分点。     

基于注意力机制改进的轻量级目标检测算法

针对通用的目标检测算法在检测生活场景下的多类目标时检测精度低、速度较慢的问题，提出了一种基于注意力机制改进的轻量级目标检测算法YOLOv4s。该算法以CSPDarknet53-s作为主干特征提取网络提取图像特征，通过注意力模块进行特征选择，再利用特征金字塔网络对特征进行融合，最后通过检测头分别处理特征融合后的两个输出，进而提高对生活场景下多类目标检测的能力。实验结果表明：相比改进前的算法，YOLOv4s算法在PASCAL VOC数据集上的平均均值精度（mAP）及MS COCO数据集上的平均精度（AP）都有一定程度的提升；相较于轻量级算法Efficientdet,YOLOv4s算法在MS COCO数据集上的AP也有一定提高，并且实现了有效的显著目标检测。     

改进YOLOv5s算法的地铁场景行人目标检测

地铁场景行人目标存在大小不一、不同程度遮挡以及环境过暗导致目标模糊等问题，很大程度影响了行人目标检测的准确性。针对上述问题，本研究提出了一种改进YOLOv5s目标检测算法以增强地铁场景行人目标检测的效果。构建地铁场景行人数据集，标注对应标签，进行数据预处理操作。本研究在特征提取模块中加入深度残差收缩网络，将残差网络、注意力机制和软阈值化函数相结合以增强有用特征信道，削弱冗余特征信道；利用改进空洞空间金字塔池化模块，在不丢失图像信息的前提下获得多尺度、多感受野的融合特征，有效捕获图像全局上下文信息；设计了一种改进非极大值抑制算法，对目标预测框进行后处理，保留检测目标最优预测框。实验结果表明：提出的改进YOLOv5s算法能有效提高地铁场景行人目标检测的精度，尤其对小行人目标和密集行人目标的检测，效果提升更为显著。     

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。     

基于空间联合的红外舰船目标数据增强方法

针对红外舰船目标图像数据少、获取难度高等问题,结合图像的几何变化以及金字塔生成对抗网络的特征拟合,提出一种几何空间与特征空间联合的红外舰船目标图像数据增强方法。首先,利用基于几何空间的几何变换、混合图像及随机擦除等图像变换方法对红外舰船目标图像进行增强;然后,根据红外舰船图像特点,改进金字塔生成对抗网络（SinGAN）,在生成器引入In-SE通道间注意力机制模块,增强小感受野特征表达,使其更适合用于红外舰船目标;最后,在数据集层面联合基于几何空间的几何数据变换和基于特征空间的生成对抗网络两种方法,完成对原始数据集的数据增强。结果表明:以YOLOv3、SSD、R-FCN和Faster R-CNN目标检测算法为基准模型,开展红外舰船图像数据增强仿真实验,采用增强数据训练的网络模型的舰船目标检测平均精度（mAP）均提高了10%左右,验证了所提方法在小样本红外舰船图像数据增强方面的可行性,为提高红外舰船目标检测算法提供了数据基础。     

基于深度学习的旋转目标检测技术研究

针对传统目标检测算法未考虑物体角度信息而出现的漏检、错检问题,提出了一种基于YOLOv5s的改进算法。在原始YOLOv5s的基础上,首先结合环形平滑标签技术（CSL）及对损失函数的改进,让网络有了对角度预测的能力;其次增加目标检测层提升了网络对小目标检测的能力,接着融合CBAM注意力机制让网络重点关注对有用信息的学习;最后采用迁移学习的策略初始化网络各层参数。为了验证算法的有效性,自制了标签数据集LDS并做了算法对比试验,实验结果表明,在LDS数据集上,改进后的YOLOv5s算法检测精度达89.94%,相较于原始网络,在检测速度没有下降的基础上检测精度提升了4.80%。     

基于YOLOv3的农田鸟类目标检测算法

针对近年来鸟类啄食对农业生产带来的损失,通过实时检测鸟类优化传统驱鸟器开关策略,提出了一种基于YOLOv3检测鸟类的目标检测算法。该方法对YOLOv3网络中特征融合进行改进,将SE模块嵌入进主干网络的Darknet53网络中,关注不同通道特征的重要程度。采用自适应空间特征融合（ASFF）增强网络中特征金字塔网络（FPN）的特征融合,提升各尺度的检测能力。引入CIOU边界框回归损失函数,将预测框和目标框在有重叠甚至包含等情况考虑进去,使目标框回归变得更加准确和稳定。改进后的YOLOv3模型在自制鸟类数据集上的精度均值（AP）达到96.65%,单张图像检测耗时仅为0.058 s,相比于原YOLOv3模型在检测速度变化不大的情况下AP提高了2.54百分点。该改进方法能达到很好的实时性和更佳的检测精度,对农田防治鸟害优化驱鸟器开关策略提供依据。     

地面小目标快速检测算法研究

由于地面小目标像素低、携带信息量少等特点,常规数据集上的目标检测算法直接用于地面小目标的检测,会出现漏检和错检现象。针对此问题,该文基于深度学习算法,提出将一种改进的YOLOv3算法应用于地面小目标检测。利用K-means算法对数据集中目标进行聚类分析,选取合适的anchor boxes数量和大小。通过增加一个检测小目标的特征图,建立特征融合目标检测层,改进YOLOv3网络检测尺度。在遥感数据集DOTA检测实验中,用改进的YOLOv3算法与YOLOv3算法进行对比实验,结果表明改进后的算法能有效检测地面小目标,查准率提高17.04%,查全率提高了6.44%;与Faster R-CNN算法对比,改进的YOLOv3算法的mAP提高了12.7%。在改进的YOLOv3算法训练时,加入dropout优化机制,其在测试集上的mAP得分又提高了3.24%。      

基于改进小波变换的医学图像融合算法研究

本文主要针对图像经过小波变换后边角上看不清楚和传统的边缘检测算法对噪声敏感的问题,结合医学图像的特点,提出一种小波变换的修正算法。首先采用改进的多结构元多尺度形态学梯度的边缘检测进行图像的预处理,其次对CT图像和MRI图像分别进行两种不同小波基的三层小波分解;接着求其对应分量系数的差值图像,最后按着一定加权融合系数对差值图像进行融合得到最终的融合图像。实验结果和评价参数表明,这种改进的医学图像融合算法相比于传统的多小波融合算法不仅强化了融合图像的边缘和纹理特征,提高了分辨率,而且有效地保留了原图像的信息。     

基于YOLOv5s的改进实时红外小目标检测

针对红外图像分辨率低、背景复杂、目标细节特征缺失等问题,提出了一种基于YOLOv5s的改进实时红外小目标检测模型Infrared-YOLOv5s。在特征提取阶段,采用SPD-Conv进行下采样,将特征图切分为特征子图并按通道拼接,避免了多尺度特征提取过程中下采样导致的特征丢失情况,设计了一种基于空洞卷积的改进空间金字塔池化模块,通过对具有不同感受野的特征进行融合来提高特征提取能力;在特征融合阶段,引入由深到浅的注意力模块,将深层特征语义特征嵌入到浅层空间特征中,增强浅层特征的表达能力;在预测阶段,裁减了网络中针对大目标检测的特征提取层、融合层及预测层,降低模型大小的同时提高了实时性。首先通过消融实验验证了提出各模块的有效性,实验结果表明,改进模型在SIRST数据集上平均精度均值达到了95.4%,较原始YOLOv5s提高了2.3%,且模型大小降低了72.9%,仅为4.5 M,在Nvidia Xavier上推理速度达到28 f/s,利于实际的部署和应用。在Infrared-PV数据集上的迁移实验进一步验证了改进算法的有效性。提出的改进模型在提高红外图像小目标检测性能的同时,能够满足实时性要...     

基于改进YOLOv5的PCB小目标缺陷检测研究

面对印刷电路板(print circuit board,PCB)小型化、多层化、高集成化的趋势,针对目前PCB缺陷检测方法存在漏检、特征提取困难、误检率高以及检测性能差等问题,本文提出了基于改进YOLOv5算法的PCB小目标缺陷检测方法。该方法先针对PCB小目标缺陷特点采用DBSCAN(density-based spatial clustering of applications with noise) +二分K-means聚类算法以找到更适合的锚框;然后对YOLOv5的特征提取层、特征融合层以及特征检测层进行改进,增强关键信息的提取,加强深层信息与浅层信息的融合;从而减少PCB缺陷的误检率、漏检率,以提高网络的检测性能;最后在公开PCB数据集上进行相关对比实验。结果表明,改进后模型的平均精度(mAP)为99.5%,检测速度为0.016 s。相比于Faster R-CNN、YOLOv3、YOLOv4网络模型,检测精度分别提升了17.8%、9.7%、5.3%,检测速度分别提升了0.846 s、0.120 s、0.011 s,满足PCB缺陷在实际工业生产现场的高精度、高速度检测要求。     

边缘检测和小波变换在多聚焦图像中的应用

根据多聚焦图像的特点,把边缘检测方法和小波变换融合算法结合起来,可以获得同一场景内所有物体都清晰的图像。首先利用高斯—拉普拉斯算子对源图像进行融合,得到边缘清晰的融合图像;接着对源图像进行小波变换,变换后的小波系数融合规则采用选择融合和加权平均融合相结合,经反变换后得到整体清晰的图像;最后将边缘清晰融合图像与小波变换融合图像再一次融合,得到了清晰度增强的融合图像。仿真试验表明,边缘检测和小波变换相结合的融合方法可有效综合多聚焦图像。     

改进YOLOv5s的道路目标检测算法

针对目前主流的目标检测算法存在模型参数过大、不能很好地移植到移动设备端之中应用于辅助驾驶这一问题，本文提出了一种改进YOLOv5s的目标检测算法。首先，将YOLOv5s算法的主干网络CSPDarknet替换为轻量化网络模型MobileNet-V3，解决了网络模型较大、参数较多的问题，减少了网络的深度并提升了数据推断速度；其次，对特征提取网络采用加权双向特征金字塔结构Bi-FPN加强特征提取，融合多尺度特征进而扩大感受野；最后，对损失函数进行优化，使用CIoU为边界框回归损失函数，改善模型原始GIoU收敛速度较慢问题，使预测框更加符合于真实框，同时降低网络训练难度。实验结果表明，改进后算法在KITTI数据集上的mAP相较于YOLOv5s、SSD、YOLOv3、YOLOv4＿tiny分别提升了4.4、15.7、12.4、19.6，模型大小相较于YOLOv5s与轻量级网络YOLOv4＿tiny分别减少了32.4 MB和21 MB，同时检测速度分别提升了17.6%与43%。本文改进后的算法满足模型小、精确度高的要求，为辅助驾驶中道路目标检测提升检测速度与精度提供了一种解决方案。     

基于小波变换与深度残差融合的图像增强算法

针对目前基于小波变换图像融合增强算法原始图 像中的多尺度细节信息的不足,提 出了一种改进的多尺度小波变换与深度残差选择相结合的图像增强算法。利用小波变换对原 始图像进行分解提取得到它的多级分解系数后,再利用不同规则对不同层次的小波系数进行 重构,与此同时引入深度残差算法的思想对子带系数做残差。对于高频子带系数,计算子带 残差的系数与梯度特征融合方法的系数,选用两者最大值进行融合增强;而对于低频子带系 数则采用梯度特征融合增强系数与子带残差系数取平均值的算法进行融合。通过在MATLAB 平台上的实验对所提出算法进行验证,峰值信噪比相较于对比的方法都有所提高,且均方根 误差也得到减小,结构相似度都得到提高,结果表明该算法能增强图像的多尺度细节信息, 提高图像的信噪比,且具有更好的图像增强效果。     

基于YOLOv5的火灾场景检测算法

火灾是经常危害公众安全,影响社会发展的灾害之一。及时地发现火灾,预警火灾,对于保卫人民生命财产安全,维护社会治安稳定有着重大意义。针对上述问题,设计了一种基于YOLOv5目标检测网络的火灾场景检测算法。算法首先在数据增强方面使用Mosaic-9方法来对训练集进行数据增强,使得网络具有更好的泛化能力,从而更好适用于应用场景。而后,为了更进一步提升检测精度,在backbone中嵌入了CBAM注意力机制模块,通过对特征通道和空间的学习,使得网络能够更好地提取到有用特征并抑制不重要特征。实验结果表明,改进后的网络在fi re-images数据集上取得了良好的性能,相对于YOLOv5n原网络,在推理时间几乎等同的情况下,精度提升了5.7%,mAP@0.5提升了2.4%。     

基于小波变换与Retinex的电路板红外图像增强技术

电路板红外图像发热芯片区域的增强是红外图像故障检测系统中一项重要研究内容。针对电路板某些芯片的发热量小,芯片区域红外图像与背景差异弱的特点,为提高故障检测效率,设计了一种融合小波变换与改进的多尺度Retinex红外图像增强算法。首先,通过小波变换获得不同频率的子带图像;然后,利用多尺度Retinex算法对低频子带图像进行增强处理;对于高频子带图像,利用可变阈值去噪,引入图像清晰度参数,依据参数值对高频图像进行适度增强。最后,对处理后的高、低频图像进行小波逆变换与重构,实现电路板红外图像增强。对增强后的红外图像进行的定量以及定性评价表明:与单一的利用直方图均衡算法、小波变换法以及多尺度Retinex增强算法相比,本文算法改善了某些发热芯片区域红外图像对比度低且细节模糊问题,抑制了噪声,提升了电路板红外图像整体视觉效果。     

轻量化改进网络的实时光纤端面缺陷检测模型

光纤是现代通信系统及量子保密通信网中不可或缺的传输介质。针对光纤端面缺陷对光传输系统造成传输质量下降甚至永久性损伤的问题,提出了一种改进YOLOv5算法的光纤端面检测模型YOLOv5＿CS。该模型首先将轻量化网络ShuffleNetV2作为主干特征提取网络,利用深度卷积操作以及通道随机混合策略,缩减模型容量,丰富特征信息;随后引入卷积注意力机制（CBAM）,同时在空间维度和通道维度上进行特征增强,提升网络性能;最后缩减特征融合层的卷积核数量,实现进一步的模型压缩,并利用数据增广技术构建的光纤端面数据集,对所提方法的有效性进行对比验证。结果表明,与YOLOv5算法相比,所提模型的模型容量压缩了80%,检测速度提升了31.1 frame/s,均值平均精度（mAP）提高了1.7%,能够较为准确以及实时地检测光纤端面缺陷。此项工作面向便携式智能检测装置的研制,可为光纤端面缺陷检测及相关视觉传感产业提供技术支持。     

基于改进YOLOv5s的无人机图像识别

无人机在军事情报、航拍检测等领域能够提供目标相关的图像信息,为处理任务提供目标信息。针对无人机图像背景复杂、检测目标小、可提取特征少等问题,提出基于YOLOv5s的改进无人机图像识别算法。首先,结合CotNet模块对网络结构进行优化,提升模型自学习能力并增强识别精度;其次,对颈部网络进行改进,通过跨层链接和提高特征图分辨率更好地利用浅层特征图中包含的丰富信息来定位目标,并且在检测头部分采用解耦检测头,减少预测过程中定位与分类任务对于特征信息的冲突;最后,为了提高收敛速度和模型精度,在CIoU和EIoU损失函数的基础上对损失函数的宽高纵横比进行优化。在公开数据集VisDrone测试集上进行测试,所提算法相比原始YOLOv5s算法的mAP₅₀与mAP_50∶95分别提升了6.1与2.9个百分点,实验结果表明,所提模型能够有效提升无人机图像识别的准确率。     

融合YOLOv5与ASFF算法的海产品目标检测算法研究

针对水下目标检测识别精度低的问题,提出了一种基于改进YOLOv5的水下目标检测方法。通过对比多个注意力机制模块,在YOLOv5骨干网络引入了全局注意力机制模块,增强了特征提取,提高了采集特征的能力,并在YOLOv5模型上融合了自适应空间特征融合算法,实现底层特征与顶层特征融合。验证结果表明,所提算法的识别精度优于原始的YOLOv5算法,平均精度提升了8.5%,检测速度为76帧/秒。