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基于改进YOLOv5算法和DeepSort算法的多目标检测和跟踪

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济南大学学报(自然科学版) 2024年

作者：李志安林道程姜晓凤夏英杰李金屏济南大学山东省网络环境智能计算技术重点实验室济南大学信息科学与工程学院济南大学信息处理与认知计算山东省高校重点实验室

针对因受水面波纹、反光及目标外观特征相似而导致的游泳池中目标检测跟踪困难的问题，提出一种基于改进YOLOv5算法和DeepSort算法的多目标检测和跟踪方法；通过引入注意力机制改进YOLOv5算法，增强算法对目标特征的提取能力；将检测结... 详细信息

针对因受水面波纹、反光及目标外观特征相似而导致的游泳池中目标检测跟踪困难的问题，提出一种基于改进YOLOv5算法和DeepSort算法的多目标检测和跟踪方法；通过引入注意力机制改进YOLOv5算法，增强算法对目标特征的提取能力；将检测结果输入到DeepSort算法框架中，在级联匹配中引入K邻域限制筛选目标检测框，减少因目标外观特征不明显引起的身份切换问题；利用匈牙利算法对检测框和预测框进行匹配，对未匹配成功的检测框采用距离交并比代替交并比进行二次匹配，提高DeepSort算法的跟踪性能；通过对比实验和消融实验验证了所提出的多目标检测跟踪算法的性能。结果表明：改进的YOLOv5算法平均精准度提高2%，结合DeepSort算法跟踪检测，身份切换平均减少51次，多目标跟踪精确率为80.26%，比原始YOLOv5和Deepsort算法跟踪准确率提升了3.85%。

关键词：目标检测目标跟踪 YOLOv5算法 DeepSort算法注意力机制 K邻域限制

面向溺水救援机器人平稳跟踪的模糊比例微分控制视觉伺服方案

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济南大学学报（自然科学版） 2024年第2期38卷 227-233页

作者：郭英厉广伟刘宗尚 MOUNZEO Breit Hilley 李金屏济南大学信息科学与工程学院山东济南250022 济南大学山东省网络环境智能计算技术重点实验室山东济南250022 济南大学“信息处理与认知计算”山东省高校重点实验室山东济南250022 济南大学自动化与电气工程学院山东济南250022

针对溺水救援机器人的平稳跟踪需求,提出一种基于模糊比例微分控制的视觉伺服方案,通过场馆顶部安装的俯视摄像头获取机器人的坐标位置,使用虚拟导航线设计动态行走路径,计算偏移方向、偏移角并制定转弯规则;利用三角隶属度函数制定模... 详细信息

针对溺水救援机器人的平稳跟踪需求,提出一种基于模糊比例微分控制的视觉伺服方案,通过场馆顶部安装的俯视摄像头获取机器人的坐标位置,使用虚拟导航线设计动态行走路径,计算偏移方向、偏移角并制定转弯规则;利用三角隶属度函数制定模糊比例、微分控制规则表,根据2种规则表中的比例、微分系数分别控制机器人的偏移角、距离偏移量及其变化率,实现机器人的跟踪与避障的平稳性调整;机器人采用核相关滤波跟踪算法对溺水人员进行跟踪,在溺水人员位置变化时调整运动方向,依靠实时、稳定的声呐信息设置偏移角,实现避障功能;对所提出的方案在先锋P3DX型机器人上进行实验验证。结果表明:机器人能及时应对目标变化,没有跟错、跟丢现象;在不同工况时的横滚角均小于1°,避障率达到100%,能够快速、稳定、准确地到达目标位置,达到溺水救援机器人的前期应用要求。

关键词：溺水救援机器人平稳跟踪模糊比例微分控制视觉伺服

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基于穿线法的轮胎X光图像畸变检测

山东大学学报（工学版） 2022年第3期52卷 9-17页

作者：郝晋一李鹏程黄艺美李金屏济南大学信息科学与工程学院山东济南250022 山东省网络环境智能计算技术重点实验室(济南大学) 山东济南250022 山东省“十三五”高校信息处理与认知计算重点实验室(济南大学) 山东济南250022

针对X光机成像问题导致的轮胎顶部拉伸畸变图像,设计一种基于穿线预定位以及众数平滑提取特征的改进穿线法。分割胎侧区域,通过极值滤波消除水平帘线,利用垂直投影确定胎侧区域的粗边界;在胎侧区域进行预穿线确定最终穿线位置,并在选定... 详细信息

针对X光机成像问题导致的轮胎顶部拉伸畸变图像,设计一种基于穿线预定位以及众数平滑提取特征的改进穿线法。分割胎侧区域,通过极值滤波消除水平帘线,利用垂直投影确定胎侧区域的粗边界;在胎侧区域进行预穿线确定最终穿线位置,并在选定位置利用众数平滑的方法提取线宽、线距等特征;根据提取的特征值计算线宽比、线距比以及均值、方差设计阈值进行畸变判断。在包含1000张正常图像与600张畸变图像的测试样本中进行试验,漏报率为2.3%,误报率为0%,相对于模板匹配等方法,检测结果更加准确检测、检测速率更快。

关键词：子午线轮胎穿线法图像畸变顶部拉升图像分割

基于YOLOX模型的轮胎X射线图像中0°带束层接头检测

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济南大学学报（自然科学版） 2023年第3期37卷 280-287页

作者：史建杰李金屏赵建玉济南大学自动化与电气工程学院山东济南250022 济南大学信息科学与工程学院山东济南250022

针对现有轮胎X射线图像中0°带束层接头检测算法易受轮胎自身花纹影响,造成较严重的误报和漏报的问题,提出基于YOLOX模型的轮胎X射线图像中0°带束层接头检测方法;利用投影直方图定位带束层区域,缩小检测范围,提高检测速度;在自建数据... 详细信息

针对现有轮胎X射线图像中0°带束层接头检测算法易受轮胎自身花纹影响,造成较严重的误报和漏报的问题,提出基于YOLOX模型的轮胎X射线图像中0°带束层接头检测方法;利用投影直方图定位带束层区域,缩小检测范围,提高检测速度;在自建数据集上测试所提方法的检测性能。结果表明,所提出的方法能够准确定位0°带束层接头,误报率、漏报率分别小于1.15%、0.59%。

关键词：轮胎 0°带束层接头缺陷目标检测区域分割

基于最小生成树和图像矩的陶瓷过滤器表面缺陷检测

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济南大学学报（自然科学版） 2022年第4期36卷 433-439,451页

作者：周静刘旭董子昊李金屏济南大学信息科学与工程学院山东济南250022 济南大学山东省网络环境智能计算技术重点实验室山东济南250022 济南大学山东省“十三五”高校信息处理与认知计算重点实验室山东济南250022

针对人工检测陶瓷过滤器堵孔、裂缝缺陷效率低、误检率高的问题,提出一种基于最小生成树和图像矩的缺陷检测算法;对输入缺陷图像进行灰度化和去除噪声处理,利用阈值分割方法对图像进行二值化,根据陶瓷过滤器表面孔洞空间分布及面积变化... 详细信息

针对人工检测陶瓷过滤器堵孔、裂缝缺陷效率低、误检率高的问题,提出一种基于最小生成树和图像矩的缺陷检测算法;对输入缺陷图像进行灰度化和去除噪声处理,利用阈值分割方法对图像进行二值化,根据陶瓷过滤器表面孔洞空间分布及面积变化,利用滑动窗口遍历图像,结合最小生成树与图像占空比检测堵孔缺陷;根据过滤器裂缝的灰度和形状特征,采用基于图像矩的等价椭圆的方法检测裂缝缺陷。结果表明,所提出的算法能够有效地检测出陶瓷过滤器堵孔、裂缝缺陷,自建数据集的检测准确率达到95%以上。

关键词：陶瓷过滤器缺陷检测最小生成树占空比图像矩

基于人体关键点和YOLOv4的吸烟行为检测

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陕西师范大学学报（自然科学版） 2022年第3期50卷 96-103页

作者：姜晓凤王保栋夏英杰李金屏济南大学信息科学与工程学院山东济南250022 山东省网络环境智能计算技术重点实验室(济南大学) 山东济南250022 山东省“十三五”高校信息处理与认知计算重点实验室(济南大学) 山东济南250022

基于机器视觉的吸烟行为检测主要利用深度学习对烟头进行目标检测,识别准确率不高。针对此问题,提出了一种基于人体关键点和YOLOv4的吸烟行为检测方法。在利用深度学习对烟头进行目标检测的基础上,加入人体关键点检测,通过计算距离、角... 详细信息

基于机器视觉的吸烟行为检测主要利用深度学习对烟头进行目标检测,识别准确率不高。针对此问题,提出了一种基于人体关键点和YOLOv4的吸烟行为检测方法。在利用深度学习对烟头进行目标检测的基础上,加入人体关键点检测,通过计算距离、角度、时间周期判断吸烟动作是否发生。该方法首先利用AlphaPose、RetinaFace获得人体关键点位置信息;然后基于关键点位置信息计算手部与嘴部的距离、手、肘、肩膀之间的角度、吸烟的时间周期,设置吸烟行为规则;最后结合YOLOv4检测图像中是否有烟头,判断是否存在吸烟行为。实验结果表明,在自采集的吸烟数据中,该方法能够及时有效地检测出吸烟行为。

关键词：吸烟检测人体关键点 YOLOv4 周期性目标检测

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提高BP小波神经网络收敛速度的研究

模式识别与人工智能 2002年第1期15卷 28-35页

作者：李金屏何苗刘明军杨波济南大学信息科学与工程学院济南250022 济南大学计算中心济南250022

介绍了小波神经网络对于一维数据进行有损压缩和特征提取的数学基础,重点讨论了BP小波神经网络收敛速度的改进方法.新的改进措施包括:1.优化选取初始网络参数和信号标度变换.2.适当改进常用的自适应调节学习率方法.3.利用差值逐步逼近... 详细信息

介绍了小波神经网络对于一维数据进行有损压缩和特征提取的数学基础,重点讨论了BP小波神经网络收敛速度的改进方法.新的改进措施包括:1.优化选取初始网络参数和信号标度变换.2.适当改进常用的自适应调节学习率方法.3.利用差值逐步逼近技术对原始数据进行多次压缩.为了尽可能提高压缩比,在保证相对误差不变的情况下,还讨论了变结构的小波神经网络,能够自动删去贡献很小的隐层神经元.仿真计算表明,在满足相对误差要求的情况下,这些新的改进方法能够获得较快的收敛速度和较高的压缩比.

关键词：信号标度变换自适应调节神经网络 BP算法小波分析收敛速度

结合加速鲁棒特征点与边缘检测的双相机标定物体尺寸测量

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济南大学学报（自然科学版） 2023年第4期37卷 457-465页

作者： AZAZ Khan 江鹏飞徐婉晴李金屏济南大学信息科学与工程学院山东济南250022 济南大学山东省网络环境智能计算技术重点实验室山东济南250022 济南大学“信息处理与认知计算”山东省高校重点实验室山东济南250022

为了准确、低成本、简便地测量工业产品的尺寸参数,提出双相机标定的物体尺寸测量方法;利用低分辨率相机简化检测过程中的计算量,缩短检测时长;新增辅助相机实时更新测量距离,解决目标相对相机位置发生变化的情况;应用环形照明模块持续... 详细信息

为了准确、低成本、简便地测量工业产品的尺寸参数,提出双相机标定的物体尺寸测量方法;利用低分辨率相机简化检测过程中的计算量,缩短检测时长;新增辅助相机实时更新测量距离,解决目标相对相机位置发生变化的情况;应用环形照明模块持续补光,确保工件边缘的稳定性,解决检测精度受限于光照环境影响的问题,并基于目标检测的加速鲁棒特征点与边缘检测相结合,同时利用亚像素插值法,最大限度地减小目标测量的误差。结果表明,所提出的测量方法可将测量误差减至0.7%,与现有测量方法相比,具有测量精度高、处理时间短、抗噪声能力强等优点。

关键词：尺寸测量相机标定边缘检测加速鲁棒特征亚像素插值

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一种利用隐式曲线族的车辆违章检测算法

西安电子科技大学学报 2016年第2期43卷 139-144页

作者：马丽文郭玉坤李金屏济南大学信息科学与工程学院山东济南250022 山东省网络环境智能计算技术重点实验室山东济南250022

针对城市道路交通,提出了一种基于隐式曲线族的车辆违章检测算法.隐式函数族用于描述道路上的各个不同区域.当检测到车辆在不同道路区域之间行驶时,利用隐式函数族可以快速方便地判断车辆所在区域.根据车辆行驶轨迹和隐式曲线族所描述... 详细信息

针对城市道路交通,提出了一种基于隐式曲线族的车辆违章检测算法.隐式函数族用于描述道路上的各个不同区域.当检测到车辆在不同道路区域之间行驶时,利用隐式函数族可以快速方便地判断车辆所在区域.根据车辆行驶轨迹和隐式曲线族所描述的不同区域之间的位置关系,能够快速准确地判定车辆是否违章以及所违反的交通规则.在实际检测中,利用分段线性函数族来逼近各个隐式曲线,极大地提高了检测效率,进而提高了违章判断的准确性.实验结果表明,当车辆出现违章时,可以实时显示所违反的具体交通规则.

关键词：智能交通违章检测隐式曲线族分段线性函数