优化Swin Transformer的塔式起重机销轴安全状态识别算法

为减小塔式起重机运行安全隐患，提高机器视觉检验销轴连接状态的准确率，提出一种优化Swim Transformer的塔式起重机销轴安全状态识别算法；首先通过采集工地现场塔式起重机销轴安全状态图像，创建数据集；其次对数据集中销轴安全状态分类，并进行独热编码；然后基于Swin Transformer算法，建立销轴安全状态的识别模型，构造和优化损失函数；再运用AdamW优化器更新梯度，经过1 000次训练迭代后得到最终模型；最后在所创建的销轴图像数据集上，进行试验验证。结果表明：所提优化算法提高了塔式起重机销轴安全状态识别能力：准确率为99.4%、平均精度为99.4%,平均召回率为99.4%,平均特异度为99.6%,呈现出良好的分类和泛化能力；同时明显优于ShuffleNet、DenseNet和EfficientNet等3种典型算法；与原Swin Transformer算法相比，准确率也提高了3.6%。     

基于YOLOv5s的城镇森林交界域火灾探测模型

为精准监控城镇森林交界域火灾及定位其空间分布,提出基于改进YOLOv5s网络的城镇森林交界域火灾目标探测模型。首先收集城镇森林交界域火灾图像,利用图像注释工具标注出目标探测数据集;然后将坐标注意力(CA)机制引入YOLOv5s的主干网络,增强模型的方向及位置信息感知,以精准定位出城镇森林交界域火灾起火点;最后以准确度、召回率、平均准确度为评价指标,在自建数据集上进行训练、测试。模拟结果表明：改进的YOLOv5s模型整体性能提升,在城镇森林交界域火灾目标探测中,建筑物火灾平均精确度增加了0.8%,森林火灾则增加了1.3%。     

公共场所行人异常行为识别方法综述

为明确公共场所行人异常行为识别理论与技术研究进展,首先,借助中国知网(CNKI)和Web版引文数据库(WOS),给出公共场所行人异常行为广义定义与泛在特征,将常见异常行为划分为危害行为、不合群行为和违规行为3类;其次,从数据和技术基础视域,将现有异常行为识别方法划分为人工设计法、人体骨架法、红绿蓝(RGB)图像法和可穿戴传感器法4类;然后,梳理国内外主流人群异常行为数据集,分析相关算法在数据集上的性能表现;最后,从可用数据集和数据融合检测等方面总结现有研究方法局限性,给出未来研究方向与优化建议。研究结果表明：4类异常行为识别方法各有其优缺点;异常行为识别领域缺乏行为种类丰富、定义清晰、高质量的人群异常行为数据集;未来研究应聚焦稳健性强、准确率高的异常行为识别方法、模型及算法;探索多维数据融合互补检测方法,提升异常行为识别理论成果的应用场景的自洽性和自适应性,提高公共场所人群安全治理水平。     

基于改进的YOLOv4安全帽佩戴检测研究

为了加强建筑工人佩戴安全帽情况的检测,防止安全事故的发生,提出1种改进的轻量级YOLOv4安全帽佩戴检测算法,用于运行在移动设备端,降低现场部署的条件;制作1个8 000幅图像的数据集,用于训练和评估安全帽检测算法;为了评估改进的YOLOv4的性能,从5个不同建筑工地采集到600张施工人员图像和60条施工视频作为验证集;根据建筑工地不同的视觉条件对图像进行分类,用于验证本文算法在不同外界环境下的性能。结果表明:改进后的模型检测速度是YOLOv4的3.4倍,可用于实时检测施工人员在不同施工现场条件下是否佩戴安全帽的情况,有利于提高安全检查和监督水平。     

人群运动与密度估计技术研究

人群的密度和运动估计对于人群安全和建筑物设计至关重要.本文研究了基于图像和视频处理的智能化人群自动估计方法.在人群密度估计上,对于低密度人群图像采用基于像素统计的方法,对于较高密度人群图像采用基于多尺度分析和分形的纹理分析方法,并应用支撑向量机进行人群密度等级分类.在人群运动估计上,使用块匹配法对人群运动速度进行估计.对人群图像和视频的实验表明,本文的方法较以前的方法更为准确有效.     

基于深度学习的吸烟行为实时检测

为预防在禁烟场所因吸烟引发的火灾事故，提出了一种基于YOLOv5s的改进算法，利用改进算法对摄像头获取的图像进行逐帧检测，实现吸烟行为的实时检测。首先，将转换器(Transformer)引入网络颈部中，增强网络对多尺度目标的检测能力；其次，加入坐标注意力(Coordinate Attention, CA)模块，丰富网络提取的特征图信息，增强特征图信息表达能力；最后，增加一个小目标检测层，提高网络对香烟小目标的检测能力，降低网络对小目标的漏检率。此外，构建了一个多场景下的吸烟行为数据集，并对马赛克(Mosaic)数据增强策略进行改进，改善原有数据增强方式丢失目标的问题。试验结果表明，改进后的算法在精确率、召回率和平均精确率上相比原模型均有所提升，在多目标和小目标场景下的实际检测效果对比原模型有明显改善，同时检测速度满足实时性要求，改进后的模型能够更好地应用于吸烟行为实时检测任务。     

人员安全帽佩戴轻量化检测方法研究

为有效减小安全帽检测算法的计算复杂度，并提高算法对于小目标的检测精度，提出一种基于Pytorch深度学习框架的轻量化安全帽检测模型。使用轻量化网络设计减小模型的计算量；设计可变形双向聚合网络提高模型对检测对象尺度和形状多样性的适应能力，优化对小目标的检测效果；通过网络收集的施工现场图像验证安全帽检测算法的检测效果。与已有安全帽检测算法相比，该方法检测精度有明显提高、模型参数量显著下降，并以137帧/s的速度运行。可变形双向聚合网络利用深层语义特征和浅层细节特征，并自适应调整感受野，可以适应不同形状和尺寸的检测对象，提高检测精度。     

深度学习在危险天气自动识别中的应用研究

基于机器视觉的危险天气自动识别技术近年来已成为研究热点，但模型识别准确率不高和模型不够轻量化是该项技术面临的主要问题。针对上述问题，提出了一种利用CycleGAN网络自动扩展危险天气数据集的方法，有效解决了数据集数据量不足、数据类型不平衡的问题。同时，还提出了一种三通道融合卷积神经网络(3-Channel Convolutional Neural Network, 3C-CNN),该网络主干分支采用迁移学习的技术方案，并利用多分支结构提取并融合天气图像中的整体与局部特征。结果表明，利用CycleGAN网络扩充的WeatherDataset-6Plus数据集能够有效改善深度学习模型的训练性能，3C-CNN模型的6类天气现象综合识别准确率达到了98.99%,识别速度达到220帧/s。该方法在保证准确率的同时实现了模型的轻量化，有利于其在嵌入式设备中部署。     

低分辨率自然场景文本识别

针对自然场景文本识别中低分辨率图像识别困难的问题,提出了超分辨率卷积循环神经网络算法(super-resolution-convolutional-recurrent neural network,SR-CRNN)。该算法是一个端到端的深度神经网络,包含超分辨率网络和文本识别网络:利用训练集的高低分辨率图像对训练超分辨率分支网络;然后通过特征融合,将经过监督训练获得的超分辨率模型特征加入文本识别网络;在文本识别网络,使用卷积神经网络和注意力模型对文本行进行识别。基于低分辨率文本图像数据集的实验结果表明,SR-CRNN的文本识别能够获得更好的效果。     

基于QAR2Vec模型的QAR数据特征提取

针对传统特征提取方法难以从海量、高维的快速存取记录器(QAR)数据中提取有效特征,且QAR数据缺乏足够的标记等问题,提出一种以Transformer网络为核心的QAR2Vec模型,将QAR数据与位置信息、飞行阶段信息共同编码,作为QAR2Vec模型的输入;通过构建自回归预测的预训练任务以自监督的方式来学习海量QAR数据中的深层特征;保存预训练好的QAR2Vec模型权重,并在飞行状态预测和着陆异常天气识别任务上,微调预训练模型,使模型适应不同的下游任务;将QAR2Vec模型与2种没有预训练步骤的深度学习算法CNN-LSTM、MTL-LSTM进行对比。结果表明:QAR2Vec模型能够更有效地从QAR数据中提取特征,在飞行状态预测和着陆异常天气识别任务上的预测误差更低、识别准确度更高。     

联合Transformer注意力机制的PM2.5浓度预测网络研究

应用深度学习技术进行PM_2.5浓度预测方法的研究，提出联合Transformer注意力机制的循环预测网络。模型的核心是多头注意力-长短期记忆网络(MH-LSTM),通过构建统一记忆单元捕捉时空特征关联。MH-LSTM单元使用LSTM联合Transformer注意力机制对时间变化和全局空间特征统一建模形成记忆信息。记忆信息“之”字流向跨越堆叠的MH-LSTM模块，高层记忆信息辅助下一时刻低层记忆信息的获取。应用该模型结合河北省生态环境监测中心提供的PM_2.5浓度数据开展预报试验，结果表明，相对于卷积LSTM网络(ConvLSTM)、预测循环神经网络(PredRNN)、双重记忆网络(MIM),该模型预测的平均绝对误差分别减小了18.13%、10.23%、9.62%,实现了同时捕捉PM_2.5浓度的时空相关性，具有更优预测性能。     

基于YOLO-V3算法的加油站不安全行为检测

为控制加油站火灾爆炸风险目标,结合事故统计和故障树分析方法,提出一种基于YOLO-V3算法的加油站不安全行为检测模型。首先在收集90起加油站火灾爆炸事故的基础上,统计分析加油站火灾爆炸事故的点火源;其次构建加油站火灾爆炸故障树,计算各基本事件的结构重要度,并确定加油站危险性较高的不安全行为;然后采用现场采集和模拟的方法收集加油站不安全行为图像数据,利用数据增强方法构建加油站不安全行为图像数据集;最后基于深度学习的方法构建加油站不安全行为检测模型,经过1000次训练迭代后得到最终模型。研究结果表明：引起加油站火灾爆炸事故的不安全行为主要有抽烟、打电话等;训练得到的检测模型在测试集上对抽烟、打电话和正常行为检测类别的平均检测精度分别为67%、85%和77%,模型的平均检测精度均值为84%。     

基于DWT与SVM的风门开闭阶段识别方法

为解决因风门开闭导致的风速传感器数据异常波动与误报警问题，提出一种基于离散小波变换(DWT)与支持向量机(SVM)的风门开闭阶段识别方法。使用多尺度滑动窗口将传感器风速监测数据离散化为若干段不同尺度的子时间序列数据，利用统计方法与DWT,提取各尺度子时间序列数据中的统计特征与隐含的波动特征，建立SVM风门开闭阶段识别分类模型。为进一步优化识别结果，基于重叠度(IoU)规则合并、修正、组合、取优分类识别结果，再根据相似准则建立长度方向取变率为2、整体相似比为1∶16的相似试验模型，开展风门开闭扰动试验，验证方法的可行性。结果表明：在测试集上的识别准确率较高，对于风门开闭时间的识别准确率可达到90.08%,风门开闭阶段的划分准确率可达到71.05%,优化滑动窗口尺度数量，可继续增加方法识别的准确率。     

基于CNN的3D姿势估计在建筑工人行为分析中的应用

为实现建筑工人现场行为的自动化分析,采用卷积神经网络(CNN)检测3D人体姿势并根据现场条件对连续图像进行姿态估计;考虑到动态和杂乱的施工现场环境(部分遮挡等)及多变的工人行为,开发建筑工人姿势图像数据集,从定性和定量2方面综合测试算法性能;将所提出的方法用于施工作业姿势风险评估,利用视频中工人的3D姿势驱动人体生物力学模型,快速、定量计算工人作业时易损伤的部位。结果表明:该人体姿势估计方法具有较好的鲁棒性和较高的准确性,结合生物力学模型可实现更精细的工人行为分析与评估。     

基于椭圆傅利叶描述子的故障诊断模型性能评价

针对基于特征聚类的故障诊断模型性能评价的需要,融合椭圆傅利叶描述子与图像相似度计算方法,提出基于椭圆傅利叶描述子的图像边缘检测方法,在数据样本及数据方法未知的情况下,仅根据故障分类结果的图形轮廓特征向量来评价模型故障诊断效果的稳定性。结果表明：与经典聚类评估算法Kmeans、Clara、Dbscan的评估结果一致,且计算简单。该评价适用于基于特征聚类的故障诊断模型稳定性评价,可为故障诊断结果的可信程度提供参考依据。     

基于多尺度卷积神经网络的两阶段火灾识别算法研究

基于机器视觉的火灾识别技术对于智慧消防具有极为重要的意义。针对火焰容易受到复杂背景、不同摄像角度等因素影响,本文提出一种基于多尺度卷积神经网络的火灾高精度识别算法。算法将火灾识别任务分解成前景提取与精准识别两个阶段。在前景提取阶段,算法结合火焰运动性特点,使用帧差法对火灾候选区域进行快速提取。在精准识别阶段,算法引入空间金字塔池化模块,设计多尺度卷积神经网络进行火灾识别,实现对不同火焰尺度图像的高精度检测。在实际数据集上进行仿真实验,本文所提出算法在图像和视频领域分别取得93.6%和94.9%的火灾识别准确率,这有力证明了本文算法的有效性。     

基于强化学习的城镇燃气事故信息抽取方法

为解决因城镇燃气事故调查报告标注样本缺乏,从而影响命名实体识别性能这一问题,提出基于BiLSTM-CRF+强化学习的燃气事故领域命名实体识别方法。首先在数据预处理阶段,采用基于文本结构的主旨段落抽取方法,识别事故调查报告的关键段落;其次在模型训练阶段,采用BiLSTM-CRF+强化学习模型,实现城镇燃气事故命名实体识别模型训练;最后利用城镇燃气事故调查报告作为试验数据进行验证。研究结果表明:经由强化学习模型降噪后,实体识别模型的综合评价指标提高5.76%,主旨段落识别方法相比Word2vec特征表示方法,使模型的综合评价指标提升7.17%。     

2002年面部识别厂家试验：概述和总结

面部识别厂家试验FRVT2002是一种独立管理的对成熟面部识别系统的技术评估。FRVT2002，为评估面部识别系统，满足大规模实际应用要求的能力提供性能量度。10家商业公司参加了FRVT2002。FRVT2002根据极大的数据集——37，437名个人的121，589幅可操作面部图像计算了性能统计资料。FRVT2002，1)描述了作为数据库容量函数的识别和监控名单性能，2)评估了不同组人的性能可变性，3)描述了作为在某人登记时和生成新图像时之间的经过时间函数的性能，4)调查了人口统计学对性能的影响。FRVT2002表明自从进行了FRVT2000评估以来，室内图像的识别已经有了很大的进步。人口统计学结果表明，男性比女性更容易识别，老人比年轻人更容易识别。FRVT2002还评估了两种面部识别改进方法——三维形态(morphable)模型和视频序列面部识别的影响。结果表明三维形态模型提高性能，而视频序列面部识别只对静态图像性能有有限的改善。对于FRVT2002，正在开发一种基于XML的新评估协议。这一协议十分灵活而又通常支持生物统计学评估。     

面向视频火灾火焰识别的轻量化卷积神经网络模型

深度学习在基于视频的火灾火焰识别技术中得到了广泛应用。为解决当前常用的卷积神经网络模型由于层数和训练参数过多，导致存储和速度问题突出，很大程度上限制了其在一些硬件平台上使用的问题，基于轻量级卷积神经网络模型SqueezeNet,通过适当修改模型结构，构建了一种适用于火灾火焰识别的新网络模型。将获取的各类火灾火焰图像数据，采用数据增强的方法来增加数据量，制作火灾火焰图像数据集，形成学习样本，并使用运动探测算法提取图像的火焰区域进行模型训练和识别前预处理。试验结果表明：该模型所需存储空间仅为0.28 MB,为VGG16的1/200;火灾火焰识别预测准确率达98%,比SqueezeNet提高了近4个百分点，且具有良好的抗干扰能力，有效缓解了当前卷积神经网络中存在的存储和速度问题。     

SAR影像洪水淹没范围深度学习提取方法

为提高洪涝灾害应急救援辅助决策能力,快速提取洪水淹没范围,提出一种基于深度学习的合成孔径雷达(SAR)影像洪水淹没范围提取方法。首先,基于DeepLab v3+模型,建立合成孔径雷达(SAR)影像洪水淹没范围提取模型;然后,针对SAR影像标注数据获取困难的问题,提出一种基于光学影像水体指数的半自动化标注样本制作方法,该方法大幅度减少标注工作的人工量和所需时间;最后,采用Sentinel-1卫星影像验证洪水淹没范围提取模型准确度。结果表明：提出的洪水淹没范围提取模型对复杂地表适应性较强;相比于自适应阈值方法,其识别精度更高,对遥感影像中的水体边缘、小面积水体、细长线状水体识别效果更优,该模型平均交并比为0.83。