改进YOLOv8的遥感图像检测算法

针对目前遥感图像目标检测算法中存在的误检、漏检和检测精度低等问题,提出了一种改进YOLOv8的遥感图像检测算法。在主干网络中引入注意力机制EMA到C2f模块,以提高模型对多尺度目标的特征提取能力;在颈部网络中提出Slim-PAN结构,以减少模型计算量;使用WIOU损失函数代替CIOU损失函数,以提升模型的检测精度。通过在DIOR和RSOD遥感数据集上的实验结果表明,改进后的算法与原YOLOv8算法相比,mAP分别提升了1.5%和2.3%,计算量降低了0.3 GFLOPs,改进算法在不增加计算量的同时能提高检测精度,证明了改进算法的有效性和先进性。     

基于改进YOLOv5的海面目标检测算法

针对海面目标检测模型难以应用在存储能力和计算能力较小的移动端的问题,提出一种基于改进YOLOv5的海面目标检测算法。采用轻量级提取网络ShuffleNetv2 Block作为YOLOv5网络的骨干部分,减少模型计算量和参数量;使用加权双向特征金字塔网络模块替换原特征融合网络模块,提高网络对不同尺度的特征提取能力;引入坐标注意力机制,提高模型检测精度。在海面目标数据集上进行实验,结果表明：与YOLOv5模型相比,改进模型的精确率、召回率、平均精度分别提高了1.2%、1.4%、0.9%,计算量和参数量分别降低了55.8%,54.9%。改进后的YOLOv5模型不仅提高了检测精度和模型性能,还压缩了模型的计算量和参数量,有利于部署在移动设备端。     

基于高性能特征提取和任务解耦的无人机航拍图像小目标检测

无人机广泛应用于环境监测、资源规划和电力巡检等多种领域,其航拍图像中存在大量小尺寸目标,给目标检测任务带来难度。为此,在YOLOv5s的基础上提出一种基于高性能特征提取和任务解耦的目标检测网络（HFTT-Net）算法。首先,针对航拍图像中小尺寸目标特征提取困难的问题,在原始骨干网络的基础上引入多头自注意力机制,使网络充分关注小目标信息,在多尺度特征融合过程中使用SPD(Space-to-depth)组件,增强待检测目标的特征;接着,对于目标检测中普遍存在的任务冲突的问题,将分类头与回归头进行解耦操作,进一步提升目标检测精度;最后,结合基于EIoU的回归损失对网络进行监督,提升网络收敛速度,实现无人机航拍图像中目标的精确检测。在VisDrone2019数据集上的实验结果表明,HFTT-Net中的高性能特征提取和任务解耦操作能够充分提升网络的小目标检测能力,在航拍图像的多密集小目标场景任务中表现突出,该算法在能够满足实时检测的情况下与经典的YOLOv5s算法相比精度提升了2.5%。     

YOLOv5与Deep-SORT联合优化的无人机多目标跟踪算法

针对无人机平台下小目标检测性能差、目标尺度变化较大、复杂背景干扰等导致跟踪失败的问题,该文提出一种联合优化检测器YOLOv5(You Only Look Once)和Deep-SORT(Simple Online and Realtime Tracking with a Deep Association Metric)的无人机多目标跟踪算法。该算法使用改进的CSPDarknet53(Cross Stage Paritial Darknet53)骨干网络重新构建检测器中的特征提取模块,同时通过自顶向下和自底向上的双向融合网络设计小目标检测层,采用无人机航拍数据集训练更新优化后的目标检测网络模型,解决小目标检测性能差问题;在跟踪模块中,提出结合时空注意力模块的残差网络作为特征提取网络,加强网络感知微小外观特征及抗干扰的能力,最后采用三元组损失函数加强神经网络区分类内差异的能力。实验结果表明,优化后的目标检测的平均检测精度相比于原始YOLOv5提升了11%,在UAVDT数据集上相较于原始跟踪算法准确率与精度分别提高了13.288%、3.968%,有效减少目标身份切换频次。     

基于改进YOLOv5的轻量化绝缘子表面缺陷检测

针对无人机检测缺陷绝缘子时,存在目标特征不明显、小目标检测效果差、无法同时满足检测速度和精度的问题,提出一种基于改进YOLOv5的绝缘子缺陷检测算法。首先,针对目标特征不明显的问题,将ConvNeXt网络应用到YOLOv5主干网络中,以加强网络特征提取能力;其次,针对图像中的小目标特征,在主干网络中引入坐标注意力机制,提高对小目标的检测精度;然后,对改进模型进行剪枝操作,剪去模型中冗余的通道,从而减少模型参数量,使模型更加轻量化。实验结果表明：所提算法在绝缘子缺陷数据集IDID上的平均精度均值达到93.84%,较原始算法提升了3.4个百分点;检测速率达到166 frame/s,较原算法速率提升了69.4%,可以满足对输电线路实时检测的要求。     

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。     

面向航拍小目标的改进YOLOv5n检测算法

针对无人机视角下目标尺度差异大、检测场景复杂、目标小且密集而导致的检测精度不高的问题,提出了一种基于改进YOLOv5n的实时目标检测算法。首先,通过引入轻量通道注意力(ECA)模块提高卷积神经网络对特征图内有效信息的提取能力;其次,在特征金字塔网络输出端后,加入自适应空间特征融合(ASFF)模块,提高不同尺度特征图的识别精度;再次,使用EIoU损失函数计算预测框和目标框的差异值,加快收敛速度并提高检测精度;最后,改进YOLOv5n的检测头,优化模型对小目标的检测性能。在VisDrone数据集上训练测试,相比于基础的YOLOv5n模型,在640×640分辨率下,改进后模型的类平均精度(mAP₅₀)提高了6.1个百分点;在1504×1504分辨率下类平均精度(mAP₅₀)提高了7.1个百分点;同时,改进后的模型检测速度在硬件上可达22帧/s以上。该算法模型在精度提高的同时保证了足够高的检测速度,更适用于无人机的小目标实时检测。     

基于无人机机器视觉的轨道异物入侵检测方法

针对传统轨道入侵异物检测方法效率和时效性的不足,文章提出一种基于无人机航拍视频的轨道异物入侵检测算法。首先,通过LSD算法定位铁轨位置并划定铁路安全边界;然后,以YOLOv5s网络为基础,针对其小目标识别率低的问题,改进网络原有的检测层尺度;最后,再引入双向特征金字塔网络,并结合CBAM注意力机制重构模型的Neck部分,进而提出改进后的模型。实验结果表明,改进后模型在VisDrone数据集和自制轨道异物数据集的平均精度值分别提高了9.7%和5.9%,模型体积缩小32%,检测速率达到50.5 frames·s^-1,可以为铁路异物入侵智能化检测的研究提供参考。     

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。     

基于改进YOLOv8的苹果检测方法

实现苹果自动检测对推动苹果生产管理自动化、智能化有着重要意义。为了解决当前苹果检测方法准确率低、鲁棒性差等问题,文章提出了一种基于改进YOLOv8算法的苹果检测模型,通过引入GAM注意力机制提升模型的检测精度。在苹果检测数据集上进行验证,基于改进的YOLOv8算法和原始YOLOv8算法相比,mAP 0.5提高了1.7%,mAP 0.5∶0.95提高了2.2%。实验结果表明,文章提出的改进YOLOv8算法更能满足实际情况中对苹果检测的要求。     

复杂背景下基于YOLOv7-tiny的图像目标检测算法

“黑飞”无人机一旦带有炸弹等物品,会对人们带来威胁。对在公园、游乐场、学校等复杂背景下“黑飞”的无人机进行目标检测是十分必要的。前沿算法YOLOv7-tiny属于轻量级网络,具有更小的网络结构和参数,更适合检测小目标,但在识别小目标无人机时出现特征提取能力弱、回归损失大、检测精度低的问题;针对此问题,提出了一种基于YOLOv7-tiny改进的无人机图像目标检测算法YOLOv7-drone。首先,建立无人机图像数据集;其次,设计一种新的注意力机制模块SMSE嵌入到特征提取网络中,增强对复杂背景下无人机目标的关注度;然后,在主干网络中融入RFB结构,扩大特征层的感受野,丰富特征信息以增强特征提取的鲁棒性;然后,改进网络中的特征融合机制,通过新增小目标检测层,增加对小尺度目标的检测精度;然后,改变损失函数提高模型的收敛速度,减少损失以增强模型的鲁棒性;最后,引入可变形卷积(Deformable convolution, DCN),更好的根据目标本身形状进行特征提取,提升了检测精度。在PASCAL VOC公共数据集上进行对比实验,结果表明改进后的算法YOLO7-drone相比于YOLOv7-t...     

基于DCS-YOLOv8模型的红外图像目标检测方法

针对低信噪比与复杂任务场景下,YOLOv8模型对红外遮挡目标和弱小目标检测能力不足的问题,提出了改进的DCS-YOLOv8模型（DCN＿C2f-CA-SIoU-YOLOv8）的目标检测方法。以YOLOv8框架为基础,主干网络构建了基于可变形卷积的轻量级DCN＿C2f(Deformable Convolution Network)模块,自适应调整网络的视觉感受野,提高目标多尺度特征表示能力。特征融合网络引入基于坐标注意力机制CA(Coordinate Attention)的模块,通过捕捉多目标空间位置依赖关系,提高目标的定位准确性。改进基于SIoU(Scylla IoU)的位置回归损失函数,实现预测框与真实框之间的相对位移方向匹配,加快模型收敛速度并提升检测与定位精度。实验结果表明,相较于YOLOv8-nsmlx系列模型,DCS-YOLOv8在FLIR、OTCBVS与VEDAI测试集上平均精度均值m AP@0.5平均提高了6.8%、0.6%、4.0%,分别达到86.5%、99.0%与75.6%。同时,模型的推理速度满足红外目标检测任务的实时性要求。     

基于改进YOLOv7的无人机图像目标检测算法

针对无人机图像中由于目标微小且相互遮挡、特征信息少导致检测精度低的问题,提出一种基于改进YOLOv7的无人机图像目标检测算法。在颈部和检测头中加入了坐标卷积,能更好地感受特征图中目标的位置信息;增加P2检测层,减少小目标特征丢失、提高小目标检测能力;提出多信息流融合注意力机制——Spatial and Channel Attention Mechanism(SCA),动态调整注意力对空间信息流和语义信息流的关注,获得更丰富的特征信息以提高捕获目标的能力;更换损失函数为SIoU,加快模型收敛速度。在公开数据集VisDrone2019上进行对比实验,改进后算法的mAP50值相比YOLOv7提高了4%,达到了52.4%,FPS为37,消融实验验证了每个模块均提升了检测精度。实验表明,改进后的算法能较好地检测无人机图像中的目标。     

基于YOLOv5的UAV夜间目标检测技术研究

针对无人机(UAV)夜间目标检测技术准确率较低的问题,对现有夜间目标检测方法和YOLOv5算法进行简要介绍,提出了基于YOLOv5算法的夜间目标检测技术。通过在原YOLOv5网络中加入改进的Retinex算法对原网络进行动态增强,在模型训练过程中,将Focus层替换成CBS层,改善模型训练效果,并利用改进算法对UAV夜间目标检测性能进行仿真。结果表明,改进的YOLOv5算法在查准率和查全率方面分别比原YOLOv5算法提高了11.22%和5.32%,有效提升了UAV夜间目标检测能力。     

基于cosSTR-YOLOv7的多尺度遥感小目标检测

针对地理空间遥感图像存在目标分布密集、尺度变化范围较大及小目标特征信息过少等而造成目标检测精度不高的问题,提出了一种基于Swin Transformer(STR)和YOLOv7的多尺度遥感小目标检测算法cosSTR-YOLOv7。以YOLOv7作为基线网络,首先,使用STR模块替换主干网络中的E-ELAN模块,并利用余弦注意力机制和后正则化方法将其改进为cosSTR模块,以提升模型训练的稳定性;其次,在Neck部分构建新的特征融合层,以减少特征信息丢失;然后,在预测部分增加小目标预测层,以提升模型对小目标的检测能力;最后,采用新的SIoU损失函数计算定位损失,以加快模型收敛速度。利用遥感数据集DIOR进行实验,实验结果表明,所提算法平均精度均值(mAP)达到92.63%,对比原YOLOv7算法提高了3.73个百分点,对多尺度小目标的检测性能有显著提高。     

基于S3-YOLOv5s的矿井人员防护设备检测算法研究

针对复杂矿井环境下光照度低、目标尺度变化大、目标间遮挡严重,现有的目标检测网络特征提取困难、检测效果差等问题,提出了改进的S3-YOLOv5s的矿井人员防护设备检测算法。在主干网络中加入无参注意力模块(SimAM),提升网络的特征提取能力;引入尺度均衡特征金字塔卷积,加强多尺度特征融合;最后采用SIoU作为边框回归损失函数并使用K-means++算法进行先验锚框聚类,提高边框检测精度。实验表明,相比现有的YOLOv5s算法,所提算法在所有类别的平均检测精确度从89.64%提升到了92.86%,在复杂矿井环境条件下对人员防护设备有优良的检测能力,验证了所提方法的有效性。     

基于YOLOv5s的航拍小目标检测改进算法研究

针对无人机航拍时拍摄的对象大小不一、种类繁杂且容易被建筑遮挡等问题,提出了一种基于YOLOv5s的无人机目标检测改进算法VA-YOLO。在已有的主干网络中添加CA注意力机制模块,扩大检测区域,获得更准确的位置信息;针对检测小目标时尺度不一导致语义丢失的问题,添加小目标检测层与BiFPN结构,加深浅层语义与深层语义结合,以此丰富对检测目标的语义信息;使用损失函数Varifocal loss与EIoU,改善模型对小目标检测的准确性。实验结果表明,在VisDrone2019-DET数据集上,该算法的平均检测精度(mean Average Precision, mAP)达到了39.01%,相比YOLOv5s提高了6.26%。     

基于改进的电力关键部件识别算法研究

针对无人机在电力巡检过程中存在的待识别部件背景复杂、轮廓特征不清晰、各类部件尺寸相差较大等问题,提出一种改进的YOLOv4算法对电力关键部件进行识别。首先搭建深度可分离卷积残差块(M-Resblock-body),用其代替原特征提取网络中的部分普通卷积残差块,在不降低特征提取能力的情况下减少参数量,加快模型的推理速度。然后引入自适应调节感受野网络(SKNet),对输入的感受野进行自适应调节,捕获不同尺度的目标,通过合理分配特征通道的权重来对特征进行有效的表达,提高模型检测精度。最后为了增强模型的泛化能力,对训练集进行一系列数据增强。实验结果表明,改进后的YOLOv4算法在测试集上精度比原始网络提高8.85%,速度提升2.24 frame/s,能够有效实现电力巡检中关键部件的识别及缺陷检测。     

融合注意力机制的多尺度红外目标检测

针对红外图像存在细节纹理特征差、对比度低、目标检测效果差等问题,基于YOLOv4(You Only Look Once version 4)架构提出了一种融合通道注意力机制的多尺度红外目标检测模型。该模型首先通过降低主干特征提取网络深度,减少了模型参数。其次,为补充浅层高分辨率特征信息,重新构建多尺度特征融合模块,提高了特征信息利用率。最后在多尺度加强特征图输出前,融入通道注意力机制,进一步提高红外特征提取能力,降低噪声干扰。实验结果表明,本文算法模型大小仅为YOLOv4的28.87%,对红外目标的检测精度得到了明显提升。     

改进YOLOv3的输电线路异物检测方法

输电线路因所处环境复杂,极易附着异物,若不及时发现和清理将会对输电线路安全运行造成严重影响。针对输电线路图像巡检中的异物检测精度不高的问题,提出改进YOLOv3的输电线路异物检测方法(YOLOv3-RepVGG)。该方法基于YOLOv3目标检测网络并对其改进,首先采用RepVGG模块替换骨干网络Darknet-53的残差单元,同时加倍模块数量来提高网络对图像特征的提取能力;其次通过增加网络的多尺度检测框提升检测精度,采用CIOU损失函数来一步优化网络模型。实验结果表明,提出的YOLOv3-RepVGG方法与YOLOv3相比,输电线路异物检测m AP提高了9.8%,其中精确率提高19.5%,召回率提高1.2%;与目标检测SSD,Faster R-CNN网络相比,YOLOv3-RepVGG在性能上也具有一定优越性。