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面向复杂场景下的目标检测深度学习算法研究与应用

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面向复杂场景下的目标检测深度学习算法研究与应用

作者：黄良浩南昌大学

学位级别：硕士

随着深度神经网络的兴起,目标检测作为计算机视觉中的一项基本任务,得到了快速发展,现已广泛应用于智慧城市、智能交通等众多领域。近年来,搭载目标检测功能的智能无人设备进一步推动了公共安全、防灾减灾、园区巡防、军事应用等领域的... 详细信息

随着深度神经网络的兴起,目标检测作为计算机视觉中的一项基本任务,得到了快速发展,现已广泛应用于智慧城市、智能交通等众多领域。近年来,搭载目标检测功能的智能无人设备进一步推动了公共安全、防灾减灾、园区巡防、军事应用等领域的智能化,并已得到了一定程度的应用。然而,实际场景的复杂性和多样性使得目标检测面临着巨大的挑战。目前,复杂场景下的目标检测主要有两个问题。（1）形态固定的目标检测困难。以无人机场景下的小目标为例,因距离过远和角度多变,所获得的目标尺寸过小、目标特征不明显,导致现有检测算法存在大量漏检。（2）形态变化的目标检测困难。以火灾场景下的火焰和烟雾目标为例,此类目标形态、特征、边界变化均较大,导致现有检测算法准确率很低。本文从理论研究和算法应用角度出发,针对复杂的无人机场景及火灾场景,提出了三种不同的目标检测算法,并完成实际场景的应用。本文主要研究内容如下:（1）提出基于空间池化Darknet53的多尺度小目标检测算法。首先,以Darknet53为骨干网络,增加了新的空间金字塔池化（Spatial Pyramid Pooling,SPP）模块。SPP在空间上融合局部特征和全局特征,同时增大了感受野,从而能提取小目标检测所需的充足的上下文信息。其次,增加小尺度分支检测器。该分支融合了高层语义信息,提供了更精确的目标位置信息,并解决了标签重写问题。最后,采用距离交并比（Distance Intersection over Union,DIOU）损失作为算法的边框回归损失。DIOU使得预测边框更靠向目标的真实边框。将算法应用于UAVDT（Unmanned Aerial Vehicle Detection and Tracking,UAVDT）无人机场景数据集。实验表明,与同样以Darknet53为骨干网络的典型算法YOLOv3（You Only Look Once version3,YOLOv3）相比,本文提出的算法平均精度均值（mean average precision,mAP）比YOLOv3高7.6%。因此,本文提出的基于空间池化Darknet53的多尺度小目标检测算法既对地面端的目标有良好的检测效果,又增强了无人机高空场景下的小目标检测效果,具有较高的实际应用价值。（2）提出基于残差空洞跨局部Darknet53的多尺度小目标检测算法。首先,以跨阶段局部Darknet53（Cross Stage Partial Darknet53,CSPDarknet53）为骨干网络,提出了一种残差空洞空间金字塔池化（Residual Atrous Spatial Pyramid Pooling,RASPP）模块。RASPP不仅具有SPP模块的优点,而且保证融合阶段的小目标细节信息不丢失。其次,增加了一个更小尺度的检测器,进一步增强小目标的检测。最后,为了解决数据样本不平衡问题,引入了焦点损失函数（Focal loss）。将算法应用于UAVDT和Vis Drone2019（Vision Meets Drone 2019）无人机场景数据集。计算了UAVDT三类目标,Vis Drone2019十类目标,以及白天、黑夜、雾天等多种复杂环境下目标的检测准确率。实验表明,与同样以CSPDarknet53为骨干网络的高性能算法YOLOv4相比,本文提出的算法在绝大部分情况下均优于YOLOv4,mAP比YOLOv4分别高2.8%（UAVDT）和5.05%（Vis Drone2019）。由此可见,本文提出的基于残差空洞跨局部Darknet53的多尺度小目标检测算法可有效解决无人机场景的小目标检测问题,具有较好的应用价值。（3）提出基于跨局部ResNext50的多尺度目标检测算法。针对形态多变的目标,提出火焰与烟雾的目标检测算法。首先,解决火焰与烟雾数据集缺乏问题。通过大量的视频搜索、视频分帧、数据筛选、目标标注等工作,构建了包含9729张图片、70类场景的火焰与烟雾目标数据集。然后,以跨局部ResNext50（Cross Stage Partial ResNext50,CSPResNext50）为骨干网络,结合SPP及多尺度检测,使用平滑曲线Mish函数、交叉熵函数和完全交并比（Complete Intersection over Union,CIOU）损失函数。整个训练过程采用了Mosaic数据增强方式的策略。将算法应用于自建的火焰与烟雾数据集。实验表明,本文提出的算法对火焰和烟雾检测的mAP高达90.36%,相比YOLOv3和YOLOv4分别高出7.89%和4.58%。因此,本文构建的火焰与烟雾目标数据集解决了相关数据集缺乏问题,本文提出的基于跨局部ResNext50的多尺度目标检测算法可应用于自动火灾检测系统中。综上所述,本文针对复杂场景下的目标,

关键词：目标检测深度学习神经网络复杂场景小目标

二乙二醇单甲醚（MDG）和N-甲基甲酰胺（NMF）的萃取精馏分离工艺研究

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二乙二醇单甲醚（MDG）和N-甲基甲酰胺（NMF）的萃取精馏分离工艺...

作者：黄良浩厦门大学

学位级别：硕士

废光刻胶剥离液回收工艺中二乙二醇单甲醚（MDG）和N-甲基甲酰胺（NMF）的沸点相近,二者的混合物直接精馏分离的成本很高,为此本文进行了新分离工艺的研究与开发。首先采用溶剂萃取和熔融结晶的方式分离MDG和NMF,并未取得理想分离效果... 详细信息

废光刻胶剥离液回收工艺中二乙二醇单甲醚（MDG）和N-甲基甲酰胺（NMF）的沸点相近,二者的混合物直接精馏分离的成本很高,为此本文进行了新分离工艺的研究与开发。首先采用溶剂萃取和熔融结晶的方式分离MDG和NMF,并未取得理想分离效果。之后进行萃取精馏分离研究,通过MDG和NMF的性质初步筛选萃取剂,再使用COSMO-RS理论对初步选择的萃取剂进行定量筛选,并进行实验以验证理论计算的筛选结果,最终确定MDG-NMF体系的合适萃取剂为二乙二醇。为验证二乙二醇的分离效果,进行了间歇萃取精馏实验,得到了间歇萃取精馏塔的工艺参数,获得了塔顶组分纯度（质量分数）随萃取剂加入量的变化规律,实验表明二乙二醇作为萃取剂可以实现分离要求。使用改进的汽液平衡釜获得了 MDG-NMF-二乙二醇的二元汽液相平衡数据,通过面积检验法检验了实验数据的热力学一致性,依据体系性质选择了 NRTL模型与实验数据进行关联,获得了 NRTL模型的二元交互参数。最后设计了二乙二醇连续萃取精馏工艺,通过Aspen Plus分析工艺中萃取精馏塔的萃取剂加入量、理论塔板数等主要工艺参数对分离过程的影响,优化精馏塔的主要工艺参数。结果表明:萃取精馏工艺相比直接精馏工艺可大幅降低分离的理论塔板数。

关键词：二乙二醇单甲醚 N-甲基甲酰胺二乙二醇 COSMO-RS AspenPlus

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总需求结构调整与经济发展方式转变

经济理论与经济管理 2011年第1期31卷 33-49页

作者：史晋川黄良浩浙江大学经济学院杭州310027

本文从结构主义视角,参照1970—2008年国际需求结构演变的一般形式,剖析了中国转型发展中的总需求结构特征,分析了总需求结构失衡且调整缓慢的内在机理。研究结论表明,总需求结构调整必须跳出需求结构本身,从经济发展战略和收入分配制... 详细信息

本文从结构主义视角,参照1970—2008年国际需求结构演变的一般形式,剖析了中国转型发展中的总需求结构特征,分析了总需求结构失衡且调整缓慢的内在机理。研究结论表明,总需求结构调整必须跳出需求结构本身,从经济发展战略和收入分配制度两个方面着手,确立以扩大内需为支撑的内生发展战略和构建"劳动偏向型"的收入分配制度。

关键词：总需求结构经济发展方式内生发展战略 “劳动偏向型”收入分配

二乙二醇单甲醚和N-甲基甲酰胺的萃取精馏分离工艺

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厦门大学学报（自然科学版） 2021年第1期60卷 37-43页

作者：黄良浩李薇曹志凯厦门大学化学化工学院福建厦门361005

光刻胶废剥离液回收工艺中二乙二醇单甲醚(MDG)和N-甲基甲酰胺(NMF)的沸点相近,二者的混合物直接精馏分离的成本很高,新分离工艺开发成为必然.以COSMO-RS理论对初步选择的萃取剂进行定量筛选;利用数据拟合获得了非随机双液体(NRTL)模型... 详细信息

光刻胶废剥离液回收工艺中二乙二醇单甲醚(MDG)和N-甲基甲酰胺(NMF)的沸点相近,二者的混合物直接精馏分离的成本很高,新分离工艺开发成为必然.以COSMO-RS理论对初步选择的萃取剂进行定量筛选;利用数据拟合获得了非随机双液体(NRTL)模型的二元交互参数,并通过实验验证其可靠性;设计了以丙三醇为萃取剂的精馏工艺,并通过Aspen Plus分析工艺中萃取精馏塔的萃取剂加入量、理论塔板数等主要工艺参数对分离过程的影响.结果表明,以丙三醇为萃取剂的萃取精馏工艺流程合理,设备成本和能耗相比直接精馏工艺更低.

关键词：萃取精馏二乙二醇单甲醚 N-甲基甲酰胺丙三醇 COSMO-RS Aspen Plus

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北京新城规划的实施思路和体制保障

北京社会科学 2005年第2期 17-23页

作者：张可云黄良浩李希琦中国人民大学区域经济与城市管理研究所北京100872

新城规划能否有效实施是关系北京市“多中心”发展战略能否取得成效的关键。本文在阐述新城规划建设的目的和意义的基础上,重点分析和阐述北京新城规划的实施思路和体制保障,提出新城规划要以科学发展观为指导,妥善处理各方面的协调发... 详细信息

新城规划能否有效实施是关系北京市“多中心”发展战略能否取得成效的关键。本文在阐述新城规划建设的目的和意义的基础上,重点分析和阐述北京新城规划的实施思路和体制保障,提出新城规划要以科学发展观为指导,妥善处理各方面的协调发展关系;规划的实施要在市政府的指导和监督下以新城政府为主导,鼓励公众参与,实行政府—市场协作型开发模式;同时新城的规划发展宜制定《新城开发法》,确定新城规划和建设的总体框架。

关键词：中国城市规划空间发展格局开发模式投融资体制管理模式

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总需求结构调整与经济发展方式转变

社会主义经济理论与实践 2011年第5期 33-49页

作者：史晋川黄良浩

本文从结构主义视角，参照1970-2008年国际需求结构演变的一般形式，剖析了中国转型发展中的总需求结构特征，分析了总需求结构失衡且调整缓慢的内在机理。研究结论表明，总需求结构调整必须跳出需求结构本身，从经济发展战略和收入分... 详细信息

本文从结构主义视角，参照1970-2008年国际需求结构演变的一般形式，剖析了中国转型发展中的总需求结构特征，分析了总需求结构失衡且调整缓慢的内在机理。研究结论表明，总需求结构调整必须跳出需求结构本身，从经济发展战略和收入分配制度两个方面着手，确立以扩大内需为支撑的内生发展战略和构建“劳动偏向型”的收入分配制度。

关键词：总需求结构经济发展方式内生发展战略 “劳动偏向型”收入分配 aggregate demand structure economic development pattern endogenous development strategy income distribution

来源：人大复印报刊资料评论

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怎么看优化浙江固定资产投资

浙江经济 2006年第3期 29-31页

作者：黄良浩浙江省发展和改革研究所

浙江投资以市场导向的企业主导型投资为主体,当前的投资率和消费率状况是市场决策和运行的结果。

关键词：固定资产投资浙江优化经济增长方式经济结构发展阶段性竞争优势投资政策投资机会投资效率

智慧整合,创意无限——关于建设“智慧浙江”的思考

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浙江经济 2010年第16期 18-21页

作者：黄良浩浙江省发展和改革研究所

浙江应顺应科技革新和转型发展的大趋势,以"感知、联通、智能、创意"为要求,以"四网融合"为基础,打造"智慧整合、创意无限"

关键词：智慧创意整合浙江转型发展科技革新联通

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促进浙江投资稳定高效率增长

浙江经济 2006年第24期 10-13页

作者：黄良浩浙江省发展和改革研究所

优化投资,是促进浙江经济又好又快发展的重要途径.当前优化投资要求任保持投资稳定增长的前提下,切实优化结构、提升投资效率.2006年以来,中央采取多种手段,加强和改善宏观调控.一是着力控制固定资产投资和货币信贷过快增长.严把土地供... 详细信息

优化投资,是促进浙江经济又好又快发展的重要途径.当前优化投资要求任保持投资稳定增长的前提下,切实优化结构、提升投资效率.2006年以来,中央采取多种手段,加强和改善宏观调控.一是着力控制固定资产投资和货币信贷过快增长.严把土地供应闸门,加强土地市场督查治理,完善土地价格形成机制;严把信贷供应闸门,截至2006年11月,存贷款基准利率已两次上调,存款准备金率累计上调1.5个百分点;严把项目审批闸门,推进开发区(园区)清理整顿和投资项目清理等.

关键词：投资要求浙江经济稳定增长效率增长投资效率优化