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...     

改进YOLOv5的红外船舶目标检测算法

针对传统算法依赖于对红外船舶目标与环境背景的精确分离和信息提取,难以满足复杂背景和噪声等干扰环境下的船舶目标检测需求,提出一种基于改进YOLOv5的红外船舶目标检测算法。在YOLOv5网络中添加Reasoning层,以一种新的提取图像区域间语义关系来预测边界框和类概率的体系结构,提高模型的检测精度,同时对YOLOv5目标检测网络的损失函数进行改进,从而达到进一步提高模型准确率的目的。验证结果表明,改进后的YOLOv5算法训练出来的模型,检测精确率和速度与实验列出的几种目标检测算法相比均有明显提升,其中平均精度均值(mAP)可达94.65%。该模型经过验证,既能满足检测的实时性要求,又能保证高精度。     

基于改进YOLOv5的复杂背景红外弱小目标检测算法

针对传统算法依赖于对红外目标与环境背景的精确分离和信息提取,难以满足复杂背景和噪声等干扰因素下的检测需求。论文提出一种基于改进YOLOv5（You Only Look Once）的复杂背景红外弱小目标检测算法。该算法在YOLOv5基础上,添加注意力机制提高算法的特征提取能力和检测效率,同时改进原YOLOv5目标检测网络的损失函数和预测框的筛选方式提高算法对红外弱小目标检测的准确率。实验选取了来自不同复杂背景的7组红外弱小目标数据集,将这些图像数据集进行标注并训练,得到红外弱小目标检测模型,然后从模型训练结果和目标检测结果的角度评估算法和模型的正确性。实验结果表明:改进的YOLOv5算法训练出来的模型,检测准确性和检测速度对比实验列出的几种目标检测算法均有明显的提升,平均精度均值（mean Average Precision,mAP）可达99.6%以上,在不同复杂背景下均可有效检测出红外弱小目标,且漏警率、虚警率低。     

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YOLOv5的改进小目标检测算法研究

文章针对小目标检测存在的可利用特征少、定位精度要求高、数据集小目标占比少、样本不均衡和小目标对象聚集等问题,提出将coordinateattention注意力嵌入YOLOv5模型。Coordinateattention注意力机制通过获取位置感知和方向感知的信息,能使YOLOv5模型更准确地识别和定位感兴趣的目标。YOLOv5改进模型采用木虱和VisDrone2019数据集开展实验验证,实验结果表明嵌入coordinate attention能有效提高YOLOv5的算法性能。     

基于改进YOLOv5的红外车辆检测方法

红外图像可在低照度、恶劣天气等条件下工作,红外车辆检测技术旨在使用红外传感器来监测道路上的车辆,实现对车辆数量、车速等信息的收集与分析,该技术不仅可应用于路面车辆,还可应用于铁路、机场、港口等场景,为交通运输行业的安全和便捷提供了有效的技术支持。然而,由于红外图像成像原理的局限和外部环境的干扰,通常导致红外图像成像质量不理想,红外车辆检测仍然存在许多问题。文中提出了一种改进的YOLOv5模型,在YOLOv5的主干部分引入了混合注意力机制,使模型能够更好地关注研究者感兴趣的区域,抑制图像噪声的干扰。此外,在BiFPN基础上提出了一种改进的Z-BiFPN特征融合结构,融合更多的浅层信息,提高浅层信息利用率,并增加一个四分之一下采样的小目标检测层,同时将YOLOv5的检测头替换为解耦头来提升模型的检测能力。在自建的七类红外车辆数据集INFrared-417上进行了实验,验证了算法的有效可行性。与原始YOLOv5相比,m AP从81.1%提升到了85.3%。     

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。     

基于改进YOLOv5的坦克目标检测算法

坦克目标的准确识别定位是信息化战争中一项重要研究,针对传统检测算法抗干扰性差、难应用于大视野复杂环境下的问题,提出了一种基于改进YOLOv5坦克自动识别的检测算法。利用YOLOv5模型对大视野复杂战场环境下坦克目标进行识别：在YOLOv5基础模型中引入Attention-based information fusion模块,提高模型检测精度和识别能力;使用Pre-segment multi-scale fusion模块解决骨干网络中池化操作所造成的信息丢失问题;使用Swin Transformer机制降低小目标坦克漏检误检的问题。在坦克数据集上进行实验,结果表明：与YOLOv5原始模型相比,改进模型的召回率、平均精度分别提高了9.1%、5.1%。改进后的YOLOv5模型可以很好地对大视野复杂环境下坦克目标进行精确识别,改善了坦克目标检测中小目标漏检的问题。     

基于YOLOv5的轻量化目标检测算法

使用搭载YOLOv5算法的无人机对物体进行目标检测时,由于其权重文件占有较大内存而要求无人机有较高的硬件配置,这在很大程度上约束了无人机进行目标检测的发展。为了解决这一问题,提出了一种改进的YOLOv5算法。使用深度可分离卷积代替普通卷积层,以使YOLOv5s轻量化。由于无人机从空中俯瞰物体,拍摄的图片具有较大的视野,因此将Dropblock与注意力机制添加至YOLOv5s主卷积层的底层来增加YOLOv5s的泛化能力与识别能力,进而提高YOLOv5s的小目标检测能力。使用所提方法对车辆数据集进行训练,获得了83%的训练准确率,并通过对比试验证明了所提方法比原始YOLOv5s具有更强的小目标检测能力。     

基于改进YOLOv5的潜艇目标检测算法

为了解决传统潜艇目标检测缺乏对复杂背景和噪声的鲁棒性、对光照变化和视角变化敏感、难以处理大规模数据集等问题,提出了一种基于改进YOLOv5潜艇目标检测器。通过C3_Transformer结构,有效提升了特征的全局上下文建模能力和长距离依赖性捕捉能力;通过simOTA解决anchorbased算法中正负样本不平衡问题,增强模型对小目标和困难样本的学习能力;利用decoupledhead的思想解决分类和位置预测任务的互斥性问题,提高检测精度和鲁棒性。实验结果表明:相较于原始YOLOv5,改进后的模型Precision、Recall、mAP05、mAP 05∶095分别提高了28、109、38、147,这表明改进后的模型在潜艇目标检测的准确性、召回率以及在不同置信度阈值下的平均准确率等方面取得了明显的进步,同时在实际检测任务中改进后的模型有效解决了“漏检”、“误检”的问题。     

Infrared small target detection algorithm based on feature salience

It is an important and challenging problem to detect small targets in cluttered scenes with low signal noise ratio (SNR) in infrared (IR) images. In order to solve this problem, a method based on feature salience is proposed for automatic target detection against a complex background. First, in this article, the system utilises the average absolute difference maximum (AADM) as the dissimilarity measurement between targets and the background region to enhance targets. Second, the minimum probability of error has been used to build the model of feature salience. Finally, by calculating the probability of features, this method solves the problem of multi-feather fusion. Experimental results show that the algorithm proposed has better performance with respect to probability of detection. It is an effective IR small target detection algorithm against complex backgrounds.     

基于改进YOLOv5的超分辨率和多尺度融合目标检测算法

为了提升目标检测算法在多尺度学习方面的能力,尤其是对小目标的检测能力,本文提出了一种基于改进YOLOv5的超分辨率和多尺度融合目标检测算法。首先,该算法使用子像素卷积代替原YOLOv5模型的上采样操作,提高图像的分辨率,并尽可能保留小目标的信息。其次,使用并行快速多尺度融合(parallel fast multi-scale fusion,PFMF)模块实现深层特征和浅层特征的双向融合,将原YOLOv5算法的3尺度预测升级为4尺度预测,以此提高模型多尺度特征学习能力和对小目标的检测效果。实验结果表明,与YOLOv5s相比,改进后的模型在PASCAL VOC数据集中,mAP@0.5提高了2.8个百分点,mAP@0.5∶0.95提高了3.5个百分点;在MS COCO数据集中,mAP@0.5提高了4.3个百分点,mAP@0.5∶0.95提高了5.2个百分点。改进后的 YOLOv5模型在多尺度检测,尤其是小目标的检测效果方面得到了提升,并具有一定的应用价值。     

基于YOLO-IDSTD算法的红外弱小目标检测

针对复杂背景下红外弱小目标难以准确快速检测的问题,提出了一种红外弱小目标轻量化实时检测网络模型YOLO-IDSTD。首先,为提高检测速度,重新设计了特征提取部分的网络结构,并在输入层后使用Focus模块以减少推理时间;其次,为增强检测能力,特征融合部分采用路径聚合网络,添加了改进的感受野增强模块;最后,目标检测部分增加至四尺度检测。在红外弱小目标数据集上进行的对比实验表明,相较于经典轻量化模型YOLOv3-tiny,文中提出的模型召回率提升了7.57%,平均检测精度提高了1.92%,CPU推理速度提升了36.1%,可较好地兼顾精度和速度,计算量与参数量明显减少,模型尺寸压缩至7.27 MB,减少了对硬件平台运算能力的依赖,实现了红外弱小目标准确又快速的检测。     

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。     

基于自适应形态学滤波的红外小目标检测算法

针对低对比度下小目标常被大量背景杂波和噪声干扰,检测结果不理想的问题,提出了一种基于视觉注意机制与自适应双结构元素形态学滤波的红外小目标检测方法。根据人类视觉对比机制对图像进行感兴趣区域(ROI)提取以确定候选目标,通过提取轮廓获得候选目标的尺寸,并由获取的尺寸自适应构造双结构元素。运用双结构元素形态学滤波抑制噪声和杂波信号,用中值滤波对形态学滤波后的杂点噪声进一步抑制。实验表明本文提出的算法能有效抑制噪声干扰,显著提高目标信杂比,准确检测弱小红外目标,算法具有很好的鲁棒性和实时性。     

结合形态学和Canny算法的红外弱小目标检测

为了解决红外弱小目标精确自适应检测的问题,本文提出了一种基于Canny算法、top-hat算法和中值滤波算法结合的红外弱小目标检测方法。该方法不同于传统的Canny弱小目标检测方法,本方法先选定合适的窗口对图像进行中值滤波处理,在去除噪声的同时有效保持图像的边缘信息;再用形态学处理中的top-hat算法抑制复杂背景,去除云层;最后使用自适应Canny算法提取红外小目标的边缘信息精确定位目标的位置。实验结果证明了该方法的有效性和优越性,本文设计的组合算法能够精确定位小目标的位置,信噪比增益达到10倍以上,排除噪声以及云层的干扰作用较强,具有一定的自适应性。     

基于双邻域对比度的红外小目标检测算法

为了解决密集多目标检测中易造成的漏检问题,提出一种基于双邻域对比度的红外小目标检测算法。首先利用峰值搜索算法筛选出候选目标;再通过单尺度3层双邻域窗口遍历候选目标; 最后利用双邻域对比度模型计算候选目标区域的最小灰度对比度,并用对角梯度因子增强对比度和抑制杂波。结果表明,与5种对比方法相比,该方法的背景抑制因子和对比度增益分别平均提高4.7倍和1.8倍,有效地抑制了杂波,增强了目标。该研究能够准确地检测到相互接近的多个目标,对提高复杂背景下的多目标检测精度是有帮助的。     

基于局部多尺度低秩分解的红外小目标检测算法

针对红外低秩块模型计算复杂度大,容易误判等不足,提出了一种更加有效的红外小目标局部多尺度低秩分解检测算法。该算法首先利用非下采样金字塔变换对红外小目标图像做多尺度分解;接着,将分解出的高频子带进行融合,通过融合后的高频信息提取出目标感兴趣区域;最后,利用红外小目标背景的非局部自相关性质对感兴趣区域进行分块,并对各块进行重新排列构成一个新的矩阵;最后,对该矩阵做低秩分解,提取出红外小目标。实验结果表明,与其他低秩分解类方法相比,所提出算法速度更快,提取效果更好,是一种性能优越的方法。     

基于核距离加权的k-最近邻红外小目标检测

城市复杂背景边缘给空中红外小目标检测带来的非线性、非平稳热辐射信号影响严重。在采用k-最近邻分类判别决策的基础上,提出了一种基于核距离加权的k-最近邻红外小目标检测算法。该方法将每个预测窗口内的原始数据核映射到高维空间中进行分类,再对各近邻进行距离加权,遍历图像后得到预测结果。实验结果证明了该方法在抑制背景、增强目标方面都有较好的效果。