改进的SSD算法及其在目标检测中的应用

针对以R-CNN展开的目标检测速度慢,传统的SSD算法在检测小目标精度不高的问题,提出一种改进的SSD算法.该算法提出轻量级网络融合+层级特征融合构建新的金字塔特征层来解决SSD对小目标识别率低的问题.将卷积前后的特征进行轻量级网络融合,形成新的金字塔特征层,对形成的特征层进行层级特征融合,形成最终的金字塔特征层,在最...     

基于多尺度融合SSD的小目标检测算法

针对一阶段目标检测算法在识别小目标时无法兼顾精度与实时性的问题,提出一种基于多尺度融合单点多盒探测器(SSD)的小目标检测算法。以SSD和DSSD算法的网络结构为基础,设计融合模块以实现Top-Down结构的功能,形成高层网络与低层网络之间的跳跃连接,结合SSD-VGG16扩展卷积特征图以提取多尺度特征,并对不同卷积层、尺度及特征的多元信息进行分类预测与位置回归。在织物瑕疵数据库上的实验结果表明,与SSD、DSSD等算法相比,该算法的检测性能较好,其检测精度达到78.2%,检测速度为51 frame/s,能在保证检测精度的同时提高检测速度。     

注意力与多尺度有效融合的SSD目标检测算法

针对传统的SSD目标检测算法在进行多尺度目标检测时,存在特征图有效信息弱和困难目标漏检率大等问题,提出一种改进的SSD目标检测算法.首先,在网络特征图输出处引入即插即用的轻量级注意力机制,通过不降维、局部跨通道交互以及核大小自适应选择等操作,在保持网络原始计算量的同时有效突出特征图中关键信息.该模块有利于增强背景信息和...     

多尺度卷积特征融合的SSD目标检测算法

提出了一种改进的多尺度卷积特征目标检测方法,用以提高SSD(single shot multibox detector)模型对中目标和小目标的检测精确度。该方法先对SSD模型低层特征层采用区域放大提取的方法以提高对小目标的检测能力,再对高层特征层进行特征提取以改善中目标的检测效果。最后,利用SSD模型中原有的多尺度卷积检测方法,将改进的多层特征检测结果进行融合,并通过参数再训练以获得最终改进的SSD模型。实验结果表明,该方法在MS COCO数据集上对中目标和小目标的测试精确度分别为75.1%和40.5%,相比于原有SSD模型分别提升16.3%和23.1%。     

基于轻量级SSD的电力设备锈蚀目标检测

电力设备的锈蚀检测作为电力系统故障检测中非常重要的组成部分,需要被快速准确的识别出来.本文结合注意力模型提出一种基于轻量级SSD的电力设备锈蚀目标检测算法,可以有效地对电力设备的锈蚀区域进行检测.本文算法模型利用深度可分离卷积代替标准卷积来大幅度压缩模型,并在此基础上提出了一种基于注意力模型的上采样特征融合策略用于弥补缩减模型结构带来的精度损失.该算法在RustDetection数据集上相比较标准SSD可以做到在参数量减少63.6%,速度提升46.7%的情况下提升10.47%的准确度和5.99%的平均精度.     

SSD与时空特征融合的视频目标检测

目的 视频目标检测旨在序列图像中定位运动目标,并为各个目标分配指定的类别标签。视频目标检测存在目标模糊和多目标遮挡等问题,现有的大部分视频目标检测方法是在静态图像目标检测的基础上,通过考虑时空一致性来提高运动目标检测的准确率,但由于运动目标存在遮挡、模糊等现象,目前视频目标检测的鲁棒性不高。为此,本文提出了一种单阶段多框检测（single shot multibox detector,SSD）与时空特征融合的视频目标检测模型。方法 在单阶段目标检测的SSD模型框架下,利用光流网络估计当前帧与近邻帧之间的光流场,结合多个近邻帧的特征对当前帧的特征进行运动补偿,并利用特征金字塔网络提取多尺度特征用于检测不同尺寸的目标,最后通过高低层特征融合增强低层特征的语义信息。结果 实验结果表明,本文模型在ImageNet VID （Imagelvet for video object detetion）数据集上的mAP （mean average precision）为72.0%,相对于TCN （temporal convolutional networks）模型、TPN+LSTM （tubelet proposal network and long short term memory network）模型和SSD+孪生网络模型,分别提高了24.5%、3.6%和2.5%,在不同结构网络模型上的分离实验进一步验证了本文模型的有效性。结论 本文模型利用视频特有的时间相关性和空间相关性,通过时空特征融合提高了视频目标检测的准确率,较好地解决了视频目标检测中目标漏检和误检的问题。     

基于非局部融合的多尺度目标检测研究

针对现有的多尺度目标检测模型在面对尺度变换和遮挡场景时所使用的融合方法融合不充分,且没有捕捉长距离依赖关系的问题,本文设计了通道融合增强模块和非局部特征交互模块,用于学习不同通道特征之间的相关性和捕捉特征图之间的长距离依赖关系。此外,针对当前检测架构都是基于单金字塔检测结构,存在信息丢失的情况,设计了双金字塔结构,并将提出的融合方法与双金字塔结构结合,在保留原始特征信息的基础上,补充融合后的特征信息。实验结果表明,提出的方法在公共数据集KITTI与PASCAL VOC上与其他先进工作相比具有更高的检测精度,证明了该方法在目标检测任务中的有效性。     

基于改进SSD的车辆小目标检测算法研究

针对SSD(single shot multibox detector,单步多盒检测)算法在车辆的自动紧急制动(AEB)中对远方目标检测效果差、检测速度慢、对硬件资源需求高的问题,提出了一种基于SSD的改进算法.首先用MobileNetv2替换SSD中的AGG-16作为检测网络,以减少参数数量和计算量,降低网络对硬件性...     

改进的RetinaNet目标检测算法

针对经典一阶段目标检测算法RetinaNet难以充分提取不同阶段特征、边界框回归不够准确等问题,提出一个面向目标检测的改进型RetinaNet算法。在特征提取模块中加入多光谱通道注意力,将输入特征中的频率分量合并到注意力处理中,从而捕获特征原有的丰富信息。将多尺度特征融合模块添加到特征提取模块,多尺度特征融合模块包括1个路径聚合模块和1个特征融合操作,路径聚合模块通过搭建自底向上的路径,利用较浅特征层上精确的定位信号增强整个特征金字塔的信息流,特征融合操作通过融合来自每个阶段的特征信息优化多阶段特征的融合效果。此外,在边界框回归过程中引入完全交并比损失函数,从边界框的重叠面积、中心点距离和长宽比这3个重要的几何因素出发,提升回归过程的收敛速度与准确性。在MS COCO数据集和PASCAL VOC数据集上的实验结果表明,与RetinaNet算法相比,改进型RetinaNet算法在2个数据集上的平均精度分别提高了2.1、1.1个百分点,尤其对于MS COCO数据集中较大目标的检测,检测精度的提升效果更加显著。     

基于Bi-SSD的小目标检测算法

针对目前目标检测技术中小目标检测困难问题,提出了一种基于SSD (Single Shot multibox Detector)改进的小目标检测算法Bi-SSD (Bi-directional Single Shot multibox Detector).该算法为SSD的浅层特征设计了小目标特征提升模块,在网络的分类和回归部分结合多尺度特征融合方法和BiFPN (Bi-directional Feature Pyramid Network)结构,设计了6尺度BiFPN分类回归子网络.实验结果表明,在PASCAL VOC和MS COCO目标检测数据集上Bi-SSD相比原始的SSD算法有更好的检测性能.其中VOC2007+2012上Bi-SSD算法的mAP指标达到了78.47%相较SSD算法提升了1.34%,在COCO2017上Bi-SSD算法的m AP达到26.4%提升了接近2.4%.     

基于改进SSD算法的双目鱼群图像检测

针对水下鱼群图像对比度低、鱼群尺寸不一致以及双目图像拼接出现的伪影问题,通过改进SSD (single shot MultiBox detector)算法提高图像拼接精度,实现不同尺寸鱼群快速准确检测。借助卷积层重叠相加法融合多个卷积特征,增强各个特征层的特征强度;构建特征金字塔模型,实现低卷积层的高分辨率特征与高卷积层的语义特征的融合,提高水下低对比度图像中小目标鱼群的检测精度;利用两个相同的卷积模型进行特征匹配,依据反向传播机制将第六层匹配特征逐级映射到第四层,提高特征匹配精度。在Labeled fish in the wild数据集上对本文算法进行验证,对小目标鱼群的检测精度在90%以上。     

基于反卷积和特征融合的SSD小目标检测算法

由于小目标的低分辨率和噪声等影响,大多数目标检测算法不能有效利用特征图中小目标的边缘信息和语义信息,导致其特征与背景难以区分,检测效果差。为解决SSD(single shot multibox detector)模型中小目标特征信息不足的缺陷,提出反卷积和特征融合的方法。先采用反卷积作用于浅层特征层,增大特征图分辨率,然后将SSD模型中卷积层conv11_2的特征图上采样,拼接得到新的特征层,最后将新的特征层与SSD模型中固有的4个尺度的特征层进行融合。通过将改进后的方法与VOC2007数据集和KITTI车辆检测数据集上的SSD和DSSD方法进行比较,结果表明:该方法降低了小目标的漏检率,并提升整体目标的平均检测准确率。     

改进的非极大值抑制算法的目标检测

目的 作为目标检测的后置处理算法,非极大值抑制（NMS）算法被用于移除多余的检测框。然而,NMS算法在每轮迭代中抑制所有与预选取检测框Intersection-over-Union（IoU）值大于给定阈值的检测框,容易造成目标的漏检和误检。此外,阈值的选取对整个算法的效果有着至关重要的影响。针对这个问题,本文提出了改进的NMS算法,分别为分段比例惩罚因子NMS算法和连续比例惩罚因子NMS算法。在连续比例惩罚因子NMS算法中,阈值对算法的运行效果仅有轻微的影响。方法 改进的NMS算法首先根据检测框与预选取检测框的IoU值大小计算出检测框对应的比例惩罚因子;然后将检测框置信度分数乘以比例惩罚因子,通过比例惩罚因子逐轮降低检测框的分数;最后经过多轮迭代后移除分数低于阈值的检测框。结果 基于分段比例惩罚因子NMS算法和连续比例惩罚因子NMS算法的Faster RCNN目标检测模型在PASCAL VOC 2007数据集下,Faster RCNN的检测平均精度均值（mAP）相较于传统的NMS算法分别提高了1.5%和1.6%。其中,以火车类为例,当准确率和召回率均为80%时,火车类检测的漏检率和误检率分别降低了1.8%和1.2%。与传统的NMS算法相比,本文所提出改进的NMS算法可以有效地保留目标检测框和移除目标的假正例检测框,从而降低NMS算法的漏检率和误检率。结论 在时间复杂度相同和运行效率一致的情况下,与传统的NMS算法相比,本文所提出的改进NMS算法mAP值得到了显著的提升,同时本文算法为其他目标检测模型提供了一个通用的解决方法。     

基于非对称沙漏网络结构的目标检测算法

基于无锚框深度学习的目标检测是一种主流的单阶段目标检测算法。融合多层监督信息的沙漏网络结构能够显著提升无锚框目标检测算法的精度,然而其速度却远低于同层次的普通网络的速度,并且不同尺度目标间的特征会互相干扰。针对上述问题,提出了一种非对称沙漏网络结构的目标检测算法。该算法在融合不同网络层的特征时不受形状大小的约束,能够快速高效抽象出网络的语义信息,使模型更容易学习到各种尺度之间的差异。针对不同尺度目标检测问题,设计了一种多尺度输出的沙漏网络结构用来解决不同尺度目标间特征互相干扰的问题,并精细化输出的检测结果。另外,针对多尺度输出使用了一种特殊的非极大值抑制算法以提高检测算法的召回率。实验结果表明,所提算法在COCO数据集上的AP50指标达到61.3%,相较于无锚框网络CenterNet提升了4.2个百分点。所提算法在精度与时间的平衡上超越了原始算法,尤其适用于对工业场景的目标进行实时检测。     

基于非对称沙漏网络结构的目标检测算法

基于无锚框深度学习的目标检测是一种主流的单阶段目标检测算法。融合多层监督信息的沙漏网络结构能够显著提升无锚框目标检测算法的精度，然而其速度却远低于同层次的普通网络的速度，并且不同尺度目标间的特征会互相干扰。针对上述问题，提出了一种非对称沙漏网络结构的目标检测算法。该算法在融合不同网络层的特征时不受形状大小的约束，能够快速高效抽象出网络的语义信息，使模型更容易学习到各种尺度之间的差异。针对不同尺度目标检测问题，设计了一种多尺度输出的沙漏网络结构用来解决不同尺度目标间特征互相干扰的问题，并精细化输出的检测结果。另外，针对多尺度输出使用了一种特殊的非极大值抑制算法以提高检测算法的召回率。实验结果表明，所提算法在COCO数据集上的AP50指标达到61.3%，相较于无锚框网络CenterNet提升了4.2个百分点。所提算法在精度与时间的平衡上超越了原始算法，尤其适用于对工业场景的目标进行实时检测。     

基于改进SSD算法的学生课堂行为状态识别

为加强智慧教室中教学视频信息的有效运用,针对现有SSD算法的不足,提出改进SSD算法进行学生课堂行为状态识别的方法.结合K-means聚类算法对数据集进行聚类分析,在SSD网络预测层重新设置预测框比例及分布,增大训练时预测框和真实框的匹配度;引入目标检测焦点损失函数,保证正负样本及难易分类样本的平衡.在自制的听讲、睡觉、举手、回答及写字5种学生行为状态数据集上进行训练和测试,实验结果表明,改进的SSD算法对5种学生行为状态识别的平均精度均值达到95.4％,比原SSD算法提高了10.2％,同时适用于实时检测.     

Maximum-likelihood detection based on branch and bound algorithm for MIMO systems

Maximum likelihood detection for MIMO systems can be formulated as an integer quadratic programming problem. In this paper, we introduce depth-first branch and bound algorithm with variable dichotomy into MIMO detection. More nodes may be pruned with this structure. At each stage of the branch and bound algorithm, active set algorithm is adopted to solve the dual subproblem. In order to reduce the complexity further, the Cholesky factorization update is presented to solve the linear system at each iteration of active set algorithm efficiently. By relaxing the pruning conditions, we also present the quasi branch and bound algorithm which implements a good tradeoff between performance and complexity. Numerical results show that the complexity of MIMO detection based on branch and bound algorithm is very low, especially in low SNR and large constellations.     

基于改进SSD的道路交通标志检测

针对复杂环境下交通标志检测精度低的问题,设计了一种检测精度更高的目标检测算法,对SSD深度学习目标检测算法进行了优化改进;将深度特征表征能力较强的Resnet50网络模型融入于SSD算法中;采用K-means++聚类算法确定SSD中先验框的尺寸,提高交通标志的检测率;分别利用SSD模型和改进的SSD模型做检测对比实验,结果表明,改进算法对各类型交通标志的检测精度比原SSD算法更高;改进的SSD方法对交通标志进行检测能取得较好效果,弥补了原算法的不足.     

基于SSD算法的轻量化仪器表盘检测算法

在使用传统的图像识别算法对仪器表盘中的数字进行识别时,存在着流程繁琐,处理时间较长和检测效果不佳等问题。针对上述不足,提出了一种基于深度学习的轻量化仪器表盘检测算法,该算法以单发多尺度检测算法为基础,使用深度可分离卷积代替标准卷积设计特征提取网络,以提升特征表达能力和轻量化性能;同时提出了一种基于真实框分布构建锚框的流程,设计了能量化表达锚框匹配程度的指标——匹配率,促进构建匹配度更高且锚框数量更少的锚框方案。实验结果表明,所提算法具有较少的模型参数量和计算量,具有较高的检测精度,并且可在CPU环境下满足实时检测需求。     

基于改进SSD的目标检测方法

为了提高目标检测的准确度与稳定性,在原始SSD算法的基础上提出一种新的检测方法。该方法在原先的网络结构上进行优化和改进,把原本级联的网络改成残差连接结构并加入FPN算法思想,把网络中高低层的特征进行融合。同时为了解决用预训练模型训练网络所带来的学习目标偏差和体系结构受分类网络的限制,修改不方便等问题,采用批处理归一化BatchNorm去随机初始化训练模型。在PASCAL VOC数据集上的测试结果表明,相比于原始SSD,该方法可以自由地修改体系结构,而不需要预训练,并且进一步提高了小目标的检测精度。