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联合结构重参数和YOLOv5的航拍红外目标检测

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电子科技大学学报 2024年第3期53卷 382-389页

作者：邵延华张兴平张晓强楚红雨吴亚东西南科技大学信息工程学院绵阳621010 四川轻化工大学计算机科学与工程学院宜宾644000

无人机进行红外航拍目标检测在交通、农业和军事等方面有着广泛应用。该领域的主要挑战有目标较小、相互遮挡、非刚体形变大以及红外成像纹理信息少、边缘特征弱等。针对以上问题,基于YOLOv5和结构重参数化优化思想,提出了一种针对航拍... 详细信息

无人机进行红外航拍目标检测在交通、农业和军事等方面有着广泛应用。该领域的主要挑战有目标较小、相互遮挡、非刚体形变大以及红外成像纹理信息少、边缘特征弱等。针对以上问题,基于YOLOv5和结构重参数化优化思想,提出了一种针对航拍场景的目标检测模型Rep-YOLO。首先,在主干网络中引入RepVGG模块,提升模型特征提取能力;在模型推理时对RepVGG模块的多分支进行结构重参数化,减少网络分支和结构复杂度。其次,结合数据特征,改进检测网络颈部的路径聚合网络,提升检测算法在机载平台的精度-速度均衡能力。最后,在两个公开红外数据集进行对比实验,表明该算法的有效性。以南航ComNet航拍数据集为例,统计结果显示主要检测指标各类平均精度(mean Average Precision,mAP)提升5.9%,同时参数量和模型大小分别减少约29.7%和23.2%。另外,对Rep-YOLO在典型机载平台Jetson Nano上进行了模型部署验证,为航拍场景的检测算法改进和实际应用提供了可靠的技术支撑。

关键词：深度学习红外图像航拍目标检测 YOLOv5 结构重参数化

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融合视觉显著性的红外航拍行人检测

红外技术 2024年第9期46卷 1043-1050页

作者：张兴平邵延华梅艳莹张晓强楚红雨西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010 西南科技大学四川天府新区创新研究院四川成都610299

目标检测是计算机视觉的基本任务之一,无人机搭载红外相机为夜间侦察、监视等提供便利。针对红外航拍场景检测目标小、图像纹理信息少、对比度弱以及红外目标检测中传统算法精度有限,深度算法依赖算力及功耗不友好等问题,提出了一种融... 详细信息

目标检测是计算机视觉的基本任务之一,无人机搭载红外相机为夜间侦察、监视等提供便利。针对红外航拍场景检测目标小、图像纹理信息少、对比度弱以及红外目标检测中传统算法精度有限,深度算法依赖算力及功耗不友好等问题,提出了一种融合显著图的红外航拍场景行人检测方法。首先,采用U2-Net从原始热红外图像中提取显著图对原始图像进行增强;其次分析了像素级加权融合和图像通道替换融合两种方式的影响;再次,重聚类先验框,以提高算法对航拍目标场景的适应性。实验结果表明:像素级视觉显著性加权融合效果更优,对典型YOLOv3、YOLOv3-tiny和YOLOv4-tiny平均精度分别提升了6.5%、7.6%和6.2%,表明所设计的融合视觉显著性方法的有效性。

关键词：红外行人检测图像增强显著图 YOLOv4

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一种基于多尺度的目标检测锚点构造方法

红外技术 2024年第2期46卷 162-167页

作者：邵延华黄琦梦梅艳莹张晓强楚红雨吴亚东西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010 四川轻化工大学计算机科学与工程学院四川自贡643000

目标检测是计算机视觉领域的研究热点和基础任务,其中基于锚点(Anchor)的目标检测已在众多领域得到广泛应用。当前锚点选取方法主要面临两个问题:基于特定数据集的先验取值尺寸固定、面对不同场景泛化能力弱。计算锚框的无监督K-means算... 详细信息

目标检测是计算机视觉领域的研究热点和基础任务,其中基于锚点(Anchor)的目标检测已在众多领域得到广泛应用。当前锚点选取方法主要面临两个问题:基于特定数据集的先验取值尺寸固定、面对不同场景泛化能力弱。计算锚框的无监督K-means算法,受初始值影响较大,对目标尺寸较单一的数据集聚类产生的锚点差异较小,无法充分体现网络多尺度输出的特点。针对上述问题,本文提出一种基于多尺度的目标检测锚点构造方法(multi-scale-anchor,MSA),将聚类产生的锚点根据数据集本身的特性进行尺度的缩放和拉伸,优化的锚点即保留原数据集的特点也体现了模型多尺度的优势。另外,本方法应用在训练的预处理阶段,不增加模型推理时间。最后,选取单阶段主流算法YOLO(You Only Look Once),在多个不同场景的红外或工业场景数据集上进行丰富的实验。结果表明,多尺度锚点优化方法MSA能显著提高小样本场景的检测精度。

关键词：目标检测锚点红外 YOLO(You Only Look Once) 多尺度分析

盐胁迫和干旱胁迫对穿心莲种子萌发特性的影响

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广东药科大学学报 2024年第3期40卷 76-82页

作者：杨柳邵艳华李明刘玉连张金梅广东药科大学中药学院广东广州510006

目的研究盐胁迫和干旱胁迫对穿心莲种子萌发特性的影响。方法以质量浓度分别为0%、0.05%、0.10%、0.20%、0.40%的NaCl溶液处理来自8个不同产地的穿心莲种子,测定其发芽势、发芽率、发芽指数、胚根胚芽长及活力指数,并对其进行隶属函数分... 详细信息

目的研究盐胁迫和干旱胁迫对穿心莲种子萌发特性的影响。方法以质量浓度分别为0%、0.05%、0.10%、0.20%、0.40%的NaCl溶液处理来自8个不同产地的穿心莲种子,测定其发芽势、发芽率、发芽指数、胚根胚芽长及活力指数,并对其进行隶属函数分析,评价不同穿心莲种子的抗盐性;以质量浓度分别为0%、5%、10%、15%、20%、25%的PEG-6000处理采集于广西玉林基地的穿心莲种子,测定其发芽势、发芽率、发芽指数、胚根胚芽长、活力指数,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活力,以及可溶性蛋白和丙二醛的含量。结果随着盐质量浓度的增加,来自8个产地的穿心莲种子发芽势、发芽率、发芽指数、胚根胚芽长、活力指数均随盐度增加而下降,盐度超过0.20%的环境不利于穿心莲种子萌发,隶属函数分析显示8种不同来源穿心莲种子的耐盐性依次为:广东省英德市>广东省湛江市(常规)、广东省湛江市(大叶)>福建省漳州市>广西壮族自治区南宁市>广西壮族自治区贵港市>广西壮族自治区玉林市>四川省成都市;随着干旱程度的增加,穿心莲种子的发芽势、发芽率、发芽指数、胚根胚芽长、活力指数均下降,且丙二醛含量升高,但在5%PEG-6000作用下,SOD、POD、CAT酶活力和可溶性蛋白含量均增大。结论盐和干旱胁迫对穿心莲种子萌发特性影响较大,穿心莲种子具有一定耐盐性且不同产地的耐盐力强弱不一,广东和福建产穿心莲具有较好的耐盐力。穿心莲种苗培育过程中,当水势低于-0.026 MPa(5%PEG-6000)时,需及时补充水分。

关键词：穿心莲盐胁迫干旱胁迫萌发特性

The design of HEPS global timing system

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Radiation Detection Technology and Methods 2021年第3期5卷 379-388页

作者： Fang Liu Ge Lei Zhe Duan Cai Meng Chenyan Lu yanhua shao Xinpeng Ma Nan Gan Yuemei Peng Jianshe Cao Chungming Chu Yanfeng Sui Jingyi Li IHEP Key Laboratory of Particle Acceleration Physics and Technology Institute of High Energy PhysicsChinese Academy of SciencesBeijingChina University of Chinese Academy of Sciences BeijingChina Nanjing University NanjingChina 不详

Purpose The high energy photon source(HEPS)is a 4th generation synchrotron light source under construction by the institute of high energy *** accelerator complex consists of a 500-MeV Linac,a full-energy synchrotron booster,a 6-GeV synchrotron storage ring(SR),and three e-beam transport lines for injection and extraction among accelerators.A global timing system(GTS)covers the timing needs for all accelerator,beamline,and experiment *** GTS is designed to coordinate the injection processes and various measurements and *** systems require that the RMS jitter of the GTS signal is less than 30 ps,while the trigger jitters for the electron gun and SR injection and extraction kickers are less than 10 *** The HEPS GTS is an event-based timing system based on MicroTCA.4 hardware *** MicroTCA.4300 series products from the micro-research Finland Oy are implemented in the HEPS GTS *** and conclusions The RMS jitter,integrated from 1 Hz to 10 MHz,of the 166.6 MHz event clock is 5.489 *** RMS jitter of TTL outputs is less than 30 *** paper reports the design of the HEPS GTS,which satisfies all of the HEPS physics requirements for timing with preliminary test results shown.

关键词： HEPS Global timing system Event timing system MacroTCA.4

Compliant Iontronic Triboelectric Gels with Phase-Locked Structure Enabled by Competitive Hydrogen Bonding

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Nano-Micro Letters 2024年第9期16卷 180-194页

作者： Guoli Du Yuzheng shao Bin Luo Tao Liu Jiamin Zhao Ying Qin Jinlong Wang Song Zhang Mingchao Chi Cong Gao yanhua Liu Chenchen Cai Shuangfei Wang Shuangxi Nie School of Light Industry and Food Engineering Guangxi UniversityNanning 530004People’s Republic of China

Rapid advancements in flexible electronics technology propel soft tactile sensing devices toward high-level biointegration,even attaining tactile perception capabilities surpassing human ***,the inherent mechanical mismatch resulting from deficient biomimetic mechanical properties of sensing materials poses a challenge to the application of wearable tactile sensing devices in human-machine *** by the innate biphasic structure of human subcutaneous tissue,this study discloses a skin-compliant wearable iontronic triboelectric gel via phase separation induced by competitive hydrogen ***-nonsolvent interactions are used to construct competitive hydrogen bonding systems to trigger phase separation,and the resulting soft-hard alternating phase-locked structure confers the iontronic triboelectric gel with Young’s modulus(6.8-281.9 kPa)and high tensile properties(880%)compatible with human *** abundance of reactive hydroxyl groups gives the gel excellent tribopositive and self-adhesive properties(peel strength>70 N m^(−1)).The self-powered tactile sensing skin based on this gel maintains favorable interface and mechanical stability with the working object,which greatly ensures the high fidelity and reliability of soft tactile sensing *** strategy,enabling skin-compliant design and broad dynamic tunability of the mechanical properties of sensing materials,presents a universal platform for broad applications from soft robots to wearable electronics.

关键词： Triboelectric nanogenerator Cellulose Triboelectric gel Self-powered sensor Energy harvesting

利用改进的SIFT算法检测桥梁拉索表面缺陷

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武汉大学学报（信息科学版） 2015年第1期40卷 71-76页

作者：李新科高潮郭永彩邵延华贺付亮重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400030 重庆大学通信工程学院重庆400030

设计了一种分布式机器视觉检测系统对斜拉桥拉索表面的损伤缺陷进行自动无损检测。该系统采用4个CCD摄像头分布在拉索表面一周获取图像,一个缺陷有可能分布在几幅图像中。为了快速有效地获得完整的拉索表面缺陷,本文提出了改进的尺度不... 详细信息

设计了一种分布式机器视觉检测系统对斜拉桥拉索表面的损伤缺陷进行自动无损检测。该系统采用4个CCD摄像头分布在拉索表面一周获取图像,一个缺陷有可能分布在几幅图像中。为了快速有效地获得完整的拉索表面缺陷,本文提出了改进的尺度不变特征变换(SIFT)特征匹配算法对缺陷图像进行自动拼接。首先,采用简洁有效的Harris算子提取特征点;然后,根据检测系统采集的缺陷图像的特点,简化SIFT算子的特征点主方向分配和匹配图像旋转等算法步骤,对特征点进行描述和匹配;最后,融合匹配图像,得到相对完整的缺陷图像。实验结果表明,利用改进的SIFT算法对拉索表面缺陷图像进行自动拼接,降低了算法的复杂度,提高了桥梁拉索表面缺陷检测的完整性。

关键词：桥梁拉索机器视觉表面缺陷检测 SIFT 图像拼接

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基于深度学习的YOLO目标检测综述

电子与信息学报 2022年第10期44卷 3697-3708页

作者：邵延华张铎楚红雨张晓强饶云波西南科技大学信息工程学院绵阳621010 电子科技大学成都610054

目标检测是计算机视觉领域的一个基础任务和研究热点。YOLO将目标检测概括为一个回归问题,实现端到端的训练和检测,由于其良好的速度-精度平衡,近几年一直处于目标检测领域的领先地位,被成功地研究、改进和应用到众多不同领域。该文对Y... 详细信息

目标检测是计算机视觉领域的一个基础任务和研究热点。YOLO将目标检测概括为一个回归问题,实现端到端的训练和检测,由于其良好的速度-精度平衡,近几年一直处于目标检测领域的领先地位,被成功地研究、改进和应用到众多不同领域。该文对YOLO系列算法及其重要改进、应用进行了详细调研。首先,系统地梳理了YOLO家族及重要改进,包含YOLOv1-v4,YOLOv5,Scaled-YOLOv4,YOLOR和最新的YOLOX。然后,对YOLO中重要的基础网络,损失函数进行了详细的分析和总结。其次,依据不同的改进思路或应用场景对YOLO算法进行了系统的分类归纳。例如,注意力机制、3D、航拍场景、边缘计算等。最后,总结了YOLO的特点,并结合最新的文献分析可能的改进思路和研究趋势。

关键词：目标检测 YOLO 深度学习卷积神经网络

农业植保无人机变结构线性滚动时域估计器研究

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农业机械学报 2019年第10期50卷 116-123页

作者：楚红雨倪俊超常志远邵延华张晓强西南科技大学信息工程学院

植保无人机的惯导数据输出频率最高可达8 k Hz,而常用GPS输出频率最高只有10 Hz,会导致位置估计器的数据源之间存在延时问题。为此设计了一种处理延时测量值的变结构线性滚动时域估计器(Variable structure linear-Moving horizon estim... 详细信息

植保无人机的惯导数据输出频率最高可达8 k Hz,而常用GPS输出频率最高只有10 Hz,会导致位置估计器的数据源之间存在延时问题。为此设计了一种处理延时测量值的变结构线性滚动时域估计器(Variable structure linear-Moving horizon estimator,VSL-MHE)。首先将多传感器测量数据进行序列化;然后通过线性索引来确定排列项中无数据的坐标,根据该坐标对代价函数中权重矩阵进行更新,从而改变估计器结构;最后通过VSL-MHE估计植保无人机位置。在室内测试中,通过Opti Track向植保无人机发送模拟GPS信号,输出频率范围为2~20 Hz。将VSL-MHE估计的位置、MHE估计的位置和循环迭代扩展卡尔曼滤波器(Circular iterated extended Kalman filter,CIEKF)估计的位置分别与Opti Track获取的精确位置做对比,结果表明,VSL-MHE的位置最大偏差小于CIEKF和MHE的位置最大偏差。在室外40 m×30 m范围的飞行测试中,VSL-MHE的航线位置最大偏差小于CIEKF和MHE的位置最大偏差,验证了该算法的有效性。

关键词：植保无人机多传感器滚动时域估计器位置估计器