作为自然宝藏,海洋拥有丰富的资源。但是对于海洋生物的可持续发展至关重要的珊瑚礁由于存在COT和其他生物而面临巨大的危​​机。通过体力劳动来保护社会的效率有限且效率低下。海洋环境的不可预测的本质也使手动操作冒险。在水下操作中使用机器人已成为一种趋势。但是,水下图像采集具有弱光,低分辨率和许多干扰等缺陷,而现有的目标检测算法无效。基于此,我们提出了一种基于注意的Yolov5(称为UTD-YOLOV5)的水下目标检测算法。它可以快速有效地检测COT,这又为复杂的水下操作提供了前提。我们在多个阶段调整了Yolov5的原始网络体系结构,包括:用两阶段的级联CSP(CSP2)代替原始骨干;引入视觉通道注意机构模块SE;设计随机锚点相似性计算方法等。这些操作使UTD-Yolov5能够更灵活地检测并更准确地捕获功能。为了提高网络的效率,我们还提出了优化方法,例如WBF和迭代改进机制。本文根据CSIRO数据集进行了许多实验[1]。结果表明,我们的UTD-Yolov5的平均准确性达到78.54%,与基线相比,这是一个很大的提高。
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In recent years, object detection has achieved a very large performance improvement, but the detection result of small objects is still not very satisfactory. This work proposes a strategy based on feature fusion and dilated convolution that employs dilated convolution to broaden the receptive field of feature maps at various scales in order to address this issue. On the one hand, it can improve the detection accuracy of larger objects. On the other hand, it provides more contextual information for small objects, which is beneficial to improving the detection accuracy of small objects. The shallow semantic information of small objects is obtained by filtering out the noise in the feature map, and the feature information of more small objects is preserved by using multi-scale fusion feature module and attention mechanism. The fusion of these shallow feature information and deep semantic information can generate richer feature maps for small object detection. Experiments show that this method can have higher accuracy than the traditional YOLOv3 network in the detection of small objects and occluded objects. In addition, we achieve 32.8\% Mean Average Precision on the detection of small objects on MS COCO2017 test set. For 640*640 input, this method has 88.76\% mAP on the PASCAL VOC2012 dataset.
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工业组件的质量对于生产机器人等特殊设备至关重要。对这些组件的缺陷检查是确保质量的有效方法。在本文中,我们提出了一个混合网络,即SSD-Fast Net,用于对铁轨,绝缘体,换向器等的工业缺陷检查。SSD-FASTER网络是一个两阶段网络,包括用于快速定位有缺陷块的SSD,以及更快的改进速度R-CNN用于缺陷分割。对于前者,我们提出了一种新颖的切片定位机制,以帮助SSD迅速扫描。第二阶段是基于改进的更快的R-CNN,使用FPN,可变形的内核(DK)来增强表示能力。它融合了多尺度信息,并自动加入了接受场。我们还提出了一种新颖的损失功能,并使用ROI对齐来提高准确性。实验表明,我们的SSD速度网的平均准确性为84.03%,基于更快的R-CNN比最近的竞争对手高13.42%,比基于GAN的方法高4.14%,比DNN高10%以上基于基于检测器。并且计算速度提高了近7%,这证明了其稳健性和出色的性能。
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近年来,基于深度学习的面部检测算法取得了长足的进步。这些算法通常可以分为两类,即诸如更快的R-CNN和像Yolo这样的单阶段检测器之类的两个阶段检测器。由于准确性和速度之间的平衡更好,因此在许多应用中广泛使用了一阶段探测器。在本文中,我们提出了一个基于一阶段检测器Yolov5的实时面部检测器,名为Yolo-Facev2。我们设计一个称为RFE的接收场增强模块,以增强小面的接受场,并使用NWD损失来弥补IOU对微小物体的位置偏差的敏感性。对于面部阻塞,我们提出了一个名为Seam的注意模块,并引入了排斥损失以解决它。此外,我们使用重量函数幻灯片来解决简单和硬样品之间的不平衡,并使用有效的接收场的信息来设计锚。宽面数据集上的实验结果表明,在所有简单,中和硬子集中都可以找到我们的面部检测器及其变体的表现及其变体。源代码https://github.com/krasjet-yu/yolo-facev2
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基于无人机(UAV)基于无人机的视觉对象跟踪已实现了广泛的应用,并且由于其多功能性和有效性而引起了智能运输系统领域的越来越多的关注。作为深度学习革命性趋势的新兴力量,暹罗网络在基于无人机的对象跟踪中闪耀,其准确性,稳健性和速度有希望的平衡。由于开发了嵌入式处理器和深度神经网络的逐步优化,暹罗跟踪器获得了广泛的研究并实现了与无人机的初步组合。但是,由于无人机在板载计算资源和复杂的现实情况下,暹罗网络的空中跟踪仍然在许多方面都面临严重的障碍。为了进一步探索基于无人机的跟踪中暹罗网络的部署,这项工作对前沿暹罗跟踪器进行了全面的审查,以及使用典型的无人机板载处理器进行评估的详尽无人用分析。然后,进行板载测试以验证代表性暹罗跟踪器在现实世界无人机部署中的可行性和功效。此外,为了更好地促进跟踪社区的发展,这项工作分析了现有的暹罗跟踪器的局限性,并进行了以低弹片评估表示的其他实验。最后,深入讨论了基于无人机的智能运输系统的暹罗跟踪的前景。领先的暹罗跟踪器的统一框架,即代码库及其实验评估的结果,请访问https://github.com/vision4robotics/siamesetracking4uav。
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Passive millimeter-wave (PMMW) is a significant potential technique for human security screening. Several popular object detection networks have been used for PMMW images. However, restricted by the low resolution and high noise of PMMW images, PMMW hidden object detection based on deep learning usually suffers from low accuracy and low classification confidence. To tackle the above problems, this paper proposes a Task-Aligned Detection Transformer network, named PMMW-DETR. In the first stage, a Denoising Coarse-to-Fine Transformer (DCFT) backbone is designed to extract long- and short-range features in the different scales. In the second stage, we propose the Query Selection module to introduce learned spatial features into the network as prior knowledge, which enhances the semantic perception capability of the network. In the third stage, aiming to improve the classification performance, we perform a Task-Aligned Dual-Head block to decouple the classification and regression tasks. Based on our self-developed PMMW security screening dataset, experimental results including comparison with State-Of-The-Art (SOTA) methods and ablation study demonstrate that the PMMW-DETR obtains higher accuracy and classification confidence than previous works, and exhibits robustness to the PMMW images of low quality.
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交通标志检测是无人驾驶系统的具有挑战性的任务,特别是对于检测多尺度目标和检测的实时问题。在交通标志检测过程中,目标的比例大大变化,这将对检测精度产生一定的影响。特征金字塔广泛用于解决这个问题,但它可能会破坏不同的交通标志尺度的功能一致性。此外,在实际应用中,常用方法难以提高多尺度交通标志的检测精度,同时确保实时检测。在本文中,我们提出了一种改进的特征金字塔模型,名为AF-FPN,它利用自适应注意模块(AAM)和特征增强模块(FEM)来减少特征映射生成过程中的信息损失,并提高表示能力特征金字塔。我们用AF-FPN替换了YOLOV5中的原始特征金字塔网络,这在确保实时检测的前提下提高了YOLOV5网络的多尺度目标的检测性能。此外,提出了一种新的自动学习数据增强方法来丰富数据集,提高模型的稳健性,使其更适合实际情况。关于清华腾讯100K(TT100K)数据集的广泛实验结果证明了与多种最先进的方法相比,所提出的方法的有效性和优越性。
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现代物体检测网络追求一般物体检测数据集的更高精度,同时计算负担也随着精度的提高而越来越多。然而,推理时间和精度对于需要是实时的对象检测系统至关重要。没有额外的计算成本,有必要研究精度改进。在这项工作中,提出了两种模块以提高零成本的检测精度,这是一般对象检测网络的FPN和检测头改进。我们采用规模注意机制,以有效地保险熔断多级功能映射,参数较少,称为SA-FPN模块。考虑到分类头和回归头的相关性,我们使用顺序头取代广泛使用的并联头部,称为SEQ-Head模块。为了评估有效性,我们将这两个模块应用于一些现代最先进的对象检测网络,包括基于锚和无锚。 Coco DataSet上的实验结果表明,具有两个模块的网络可以将原始网络超越1.1 AP和0.8 AP,分别为锚的锚和无锚网络的零成本。代码将在https://git.io/jtfgl提供。
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为了响应现有的对象检测算法,应用于复杂的火灾方案,检测准确性较差,速度缓慢和困难的部署。本文提出了轻巧的火灾检测算法,可实现速度和准确性的平衡。首先,骨干网络的最后一层被SEPVIT块取代,以增强骨干网络与全局信息的联系;其次,轻型BIFPN颈网旨在减轻模型,同时改善特征提取。第三,全球注意机制(GAM)融合到网络中,以使模型更加专注于全球维度特征。最后,我们使用Mish激活函数和SIOU损失来提高收敛速度并同时提高准确性。实验结果表明,与原始算法相比,Light-Yolov5将MAP提高3.3%,将参数数量减少27.1%,将计算减少19.1%,达到91.1的FPS。即使与最新的Yolov7微型相比,Light-Yolov5的地图也高6.8%,这显示了该算法的有效性。
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无人驾驶飞机(UAV)的实时对象检测是一个具有挑战性的问题,因为Edge GPU设备作为物联网(IoT)节点的计算资源有限。为了解决这个问题,在本文中,我们提出了一种基于Yolox模型的新型轻型深度学习体系结构,用于Edge GPU上的实时对象检测。首先,我们设计了一个有效且轻巧的PixSF头,以更换Yolox的原始头部以更好地检测小物体,可以将其进一步嵌入深度可分离的卷积(DS Conv)中,以达到更轻的头。然后,开发为减少网络参数的颈层中的较小结构,这是精度和速度之间的权衡。此外,我们将注意模块嵌入头层中,以改善预测头的特征提取效果。同时,我们还改进了标签分配策略和损失功能,以减轻UAV数据集的类别不平衡和盒子优化问题。最后,提出了辅助头进行在线蒸馏,以提高PIXSF Head中嵌入位置嵌入和特征提取的能力。在NVIDIA Jetson NX和Jetson Nano GPU嵌入平台上,我们的轻质模型的性能得到了实验验证。扩展的实验表明,与目前的模型相比,Fasterx模型在Visdrone2021数据集中实现了更好的折衷和延迟之间的折衷。
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Visual perception plays an important role in autonomous driving. One of the primary tasks is object detection and identification. Since the vision sensor is rich in color and texture information, it can quickly and accurately identify various road information. The commonly used technique is based on extracting and calculating various features of the image. The recent development of deep learning-based method has better reliability and processing speed and has a greater advantage in recognizing complex elements. For depth estimation, vision sensor is also used for ranging due to their small size and low cost. Monocular camera uses image data from a single viewpoint as input to estimate object depth. In contrast, stereo vision is based on parallax and matching feature points of different views, and the application of deep learning also further improves the accuracy. In addition, Simultaneous Location and Mapping (SLAM) can establish a model of the road environment, thus helping the vehicle perceive the surrounding environment and complete the tasks. In this paper, we introduce and compare various methods of object detection and identification, then explain the development of depth estimation and compare various methods based on monocular, stereo, and RDBG sensors, next review and compare various methods of SLAM, and finally summarize the current problems and present the future development trends of vision technologies.
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Single-frame InfraRed Small Target (SIRST) detection has been a challenging task due to a lack of inherent characteristics, imprecise bounding box regression, a scarcity of real-world datasets, and sensitive localization evaluation. In this paper, we propose a comprehensive solution to these challenges. First, we find that the existing anchor-free label assignment method is prone to mislabeling small targets as background, leading to their omission by detectors. To overcome this issue, we propose an all-scale pseudo-box-based label assignment scheme that relaxes the constraints on scale and decouples the spatial assignment from the size of the ground-truth target. Second, motivated by the structured prior of feature pyramids, we introduce the one-stage cascade refinement network (OSCAR), which uses the high-level head as soft proposals for the low-level refinement head. This allows OSCAR to process the same target in a cascade coarse-to-fine manner. Finally, we present a new research benchmark for infrared small target detection, consisting of the SIRST-V2 dataset of real-world, high-resolution single-frame targets, the normalized contrast evaluation metric, and the DeepInfrared toolkit for detection. We conduct extensive ablation studies to evaluate the components of OSCAR and compare its performance to state-of-the-art model-driven and data-driven methods on the SIRST-V2 benchmark. Our results demonstrate that a top-down cascade refinement framework can improve the accuracy of infrared small target detection without sacrificing efficiency. The DeepInfrared toolkit, dataset, and trained models are available at https://github.com/YimianDai/open-deepinfrared to advance further research in this field.
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面部检测是为了在图像中搜索面部的所有可能区域,并且如果有任何情况,则定位面部。包括面部识别,面部表情识别,面部跟踪和头部姿势估计的许多应用假设面部的位置和尺寸在图像中是已知的。近几十年来,研究人员从Viola-Jones脸上检测器创造了许多典型和有效的面部探测器到当前的基于CNN的CNN。然而,随着图像和视频的巨大增加,具有面部刻度的变化,外观,表达,遮挡和姿势,传统的面部探测器被挑战来检测野外面孔的各种“脸部。深度学习技术的出现带来了非凡的检测突破,以及计算的价格相当大的价格。本文介绍了代表性的深度学习的方法,并在准确性和效率方面提出了深度和全面的分析。我们进一步比较并讨论了流行的并挑战数据集及其评估指标。进行了几种成功的基于深度学习的面部探测器的全面比较,以使用两个度量来揭示其效率:拖鞋和延迟。本文可以指导为不同应用选择合适的面部探测器,也可以开发更高效和准确的探测器。
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从卷积神经网络的快速发展中受益,汽车牌照检测和识别的性能得到了很大的改善。但是,大多数现有方法分别解决了检测和识别问题,并专注于特定方案,这阻碍了现实世界应用的部署。为了克服这些挑战,我们提出了一个有效而准确的框架,以同时解决车牌检测和识别任务。这是一个轻巧且统一的深神经网络,可以实时优化端到端。具体而言,对于不受约束的场景,采用了无锚方法来有效检测车牌的边界框和四个角,这些框用于提取和纠正目标区域特征。然后,新型的卷积神经网络分支旨在进一步提取角色的特征而不分割。最后,将识别任务视为序列标记问题,这些问题通过连接派时间分类(CTC)解决。选择了几个公共数据集,包括在各种条件下从不同方案中收集的图像进行评估。实验结果表明,所提出的方法在速度和精度上都显着优于先前的最新方法。
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本文提出了平行残留的双融合特征金字塔网络(PRB-FPN),以快速准确地单光对象检测。特征金字塔(FP)在最近的视觉检测中被广泛使用,但是由于汇总转换,FP的自上而下的途径无法保留准确的定位。随着使用更多层的更深骨干,FP的优势被削弱了。此外,它不能同时准确地检测到小物体。为了解决这些问题,我们提出了一种新的并行FP结构,具有双向(自上而下和自下而上)的融合以及相关的改进,以保留高质量的特征以进行准确定位。我们提供以下设计改进:(1)具有自下而上的融合模块(BFM)的平行分歧FP结构,以高精度立即检测小物体和大对象。 (2)串联和重组(CORE)模块为特征融合提供了自下而上的途径,该途径导致双向融合FP,可以从低层特征图中恢复丢失的信息。 (3)进一步纯化核心功能以保留更丰富的上下文信息。自上而下和自下而上的途径中的这种核心净化只能在几次迭代中完成。 (4)将残留设计添加到核心中,导致了一个新的重核模块,该模块可以轻松训练和集成,并具有更深入或更轻的骨架。所提出的网络可在UAVDT17和MS COCO数据集上实现最新性能。代码可在https://github.com/pingyang1117/prbnet_pytorch上找到。
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随着深度卷积神经网络的兴起,对象检测在过去几年中取得了突出的进步。但是,这种繁荣无法掩盖小物体检测(SOD)的不令人满意的情况,这是计算机视觉中臭名昭著的挑战性任务之一,这是由于视觉外观不佳和由小目标的内在结构引起的嘈杂表示。此外,用于基准小对象检测方法基准测试的大规模数据集仍然是瓶颈。在本文中,我们首先对小物体检测进行了详尽的审查。然后,为了催化SOD的发展,我们分别构建了两个大规模的小物体检测数据集(SODA),SODA-D和SODA-A,分别集中在驾驶和空中场景上。 SODA-D包括24704个高质量的交通图像和277596个9个类别的实例。对于苏打水,我们收集2510个高分辨率航空图像,并在9个类别上注释800203实例。众所周知,拟议的数据集是有史以来首次尝试使用针对多类SOD量身定制的大量注释实例进行大规模基准测试。最后,我们评估主流方法在苏打水上的性能。我们预计发布的基准可以促进SOD的发展,并产生该领域的更多突破。数据集和代码将很快在:\ url {https://shaunyuan22.github.io/soda}上。
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2019年冠状病毒为全球社会稳定和公共卫生带来了严重的挑战。遏制流行病的一种有效方法是要求人们在公共场所戴口罩,并通过使用合适的自动探测器来监视戴口罩状态。但是,现有的基于深度学习的模型努力同时达到高精度和实时性能的要求。为了解决这个问题,我们提出了基于Yolov5的改进的轻质面膜探测器,该检测器可以实现精确和速度的良好平衡。首先,提出了将ShuffleNetV2网络与协调注意机制相结合的新型骨干轮弹工具作为骨干。之后,将有效的路径攻击网络BIFPN作为特征融合颈应用。此外,在模型训练阶段,定位损失被α-CIOU取代,以获得更高质量的锚。还利用了一些有价值的策略,例如数据增强,自适应图像缩放和锚点群集操作。 Aizoo面膜数据集的实验结果显示了所提出模型的优越性。与原始的Yolov5相比,提出的模型将推理速度提高28.3%,同时仍将精度提高0.58%。与其他七个现有型号相比,它的最佳平均平均精度为95.2%,比基线高4.4%。
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物体检测在计算机视觉中取得了巨大的进步。具有外观降级的小物体检测是一个突出的挑战,特别是对于鸟瞰观察。为了收集足够的阳性/阴性样本进行启发式训练,大多数物体探测器预设区域锚,以便将交叉联盟(iou)计算在地面判处符号数据上。在这种情况下,小物体经常被遗弃或误标定。在本文中,我们提出了一种有效的动态增强锚(DEA)网络,用于构建新颖的训练样本发生器。与其他最先进的技术不同,所提出的网络利用样品鉴别器来实现基于锚的单元和无锚单元之间的交互式样本筛选,以产生符合资格的样本。此外,通过基于保守的基于锚的推理方案的多任务联合训练增强了所提出的模型的性能,同时降低计算复杂性。所提出的方案支持定向和水平对象检测任务。对两个具有挑战性的空中基准(即,DotA和HRSC2016)的广泛实验表明,我们的方法以适度推理速度和用于训练的计算开销的准确性实现最先进的性能。在DotA上,我们的DEA-NET与ROI变压器的基线集成了0.40%平均平均精度(MAP)的先进方法,以便用较弱的骨干网(Resnet-101 VS Resnet-152)和3.08%平均 - 平均精度(MAP),具有相同骨干网的水平对象检测。此外,我们的DEA网与重新排列的基线一体化实现最先进的性能80.37%。在HRSC2016上,它仅使用3个水平锚点超过1.1%的最佳型号。
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Due to object detection's close relationship with video analysis and image understanding, it has attracted much research attention in recent years. Traditional object detection methods are built on handcrafted features and shallow trainable architectures. Their performance easily stagnates by constructing complex ensembles which combine multiple low-level image features with high-level context from object detectors and scene classifiers. With the rapid development in deep learning, more powerful tools, which are able to learn semantic, high-level, deeper features, are introduced to address the problems existing in traditional architectures. These models behave differently in network architecture, training strategy and optimization function, etc. In this paper, we provide a review on deep learning based object detection frameworks. Our review begins with a brief introduction on the history of deep learning and its representative tool, namely Convolutional Neural Network (CNN). Then we focus on typical generic object detection architectures along with some modifications and useful tricks to improve detection performance further. As distinct specific detection tasks exhibit different characteristics, we also briefly survey several specific tasks, including salient object detection, face detection and pedestrian detection. Experimental analyses are also provided to compare various methods and draw some meaningful conclusions. Finally, several promising directions and tasks are provided to serve as guidelines for future work in both object detection and relevant neural network based learning systems.
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茶叶菊花检测在开花阶段是选择性菊花收获机器人发展的关键部件之一。然而,在非结构化领域环境下检测开花的菊花是一种挑战,鉴于照明,闭塞和对象量表的变化。在这方面,我们提出了一种基于Yolo的茶叶菊花检测(TC-YOLO)的高度融合和轻量级的深度学习架构。首先,在骨干组件和颈部部件中,该方法使用跨级部分密度的网络(CSPDenSenet)作为主网络,并嵌入自定义特征融合模块以引导梯度流。在最终的头部部件中,该方法将递归特征金字塔(RFP)多尺度融合回流结构和腔间空间金字塔(ASPP)模块结合在一起,具有腔卷积以实现检测任务。得到的模型在300个现场图像上进行了测试,显示在NVIDIA TESLA P100 GPU环境下,如果推断速度为每个图像的47.23 FPS(416 * 416),则TC-Yolo可以实现92.49%的平均精度(AP)在我们自己的茶叶菊花。此外,该方法(13.6M)可以部署在单个移动GPU上,并且可以进一步开发为未来选择性菊花收获机器人的感知系统。
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