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基于改進(jìn)YOLOv10網(wǎng)絡(luò)的道路缺陷檢測(cè)方法

文檔序號(hào):40634776發(fā)布日期:2025-01-10 18:40閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.基于改進(jìn)yolov10網(wǎng)絡(luò)的道路缺陷檢測(cè)方法,其特征在于,包括:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)yolov10網(wǎng)絡(luò)的道路缺陷檢測(cè)方法,其特征在于,所述步驟2中,c2f-mca模塊中首先包括第一個(gè)卷積層cv1,以接收數(shù)據(jù);隨后將cv1的輸出按照通道維度分成相等的兩部分,其中一個(gè)部分直接傳遞給concat層,另一個(gè)部分傳給split,spl?it的輸出也按照通道維度分成相等的兩部分,一部分直接傳遞給concat層,另一部分經(jīng)過(guò)2個(gè)bottleneck模塊的處理;c2f-mca在網(wǎng)絡(luò)中每重復(fù)3次,使用1個(gè)bottleneck模塊,共重復(fù)6次使用c2f-mca模塊;bottleneck模塊接收數(shù)據(jù)后,按照通道維度分成相等的兩部分,一部分直接傳遞給concat層,另一部分經(jīng)過(guò)兩個(gè)卷積層的卷積后,將數(shù)據(jù)傳給mca模塊進(jìn)行計(jì)算,后傳遞給concat層;接下來(lái),concat層將接收到的結(jié)果進(jìn)行通道維度上的拼接;最后再經(jīng)過(guò)第二個(gè)卷積層cv2得到輸出。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于改進(jìn)yolov10網(wǎng)絡(luò)的道路缺陷檢測(cè)方法,其特征在于,所述步驟2中,mca模塊包括:首先對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行殘差提??;然后對(duì)殘差提取數(shù)據(jù)進(jìn)行三分支處理,三分支分別對(duì)高度、寬度和通道數(shù)三個(gè)維度的注意力進(jìn)行建模,建模過(guò)程先后包括維度變換操作、擠壓變換、平均池化和標(biāo)準(zhǔn)差池化、卷積、激勵(lì)變換、卷積、維度變換、權(quán)重相乘操作;接下來(lái),對(duì)不同分支數(shù)據(jù)進(jìn)行維度變換,使得維度統(tǒng)一;最后,對(duì)分支輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)求和并獲得最終mca模塊的輸出。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)yolov10網(wǎng)絡(luò)的道路缺陷檢測(cè)方法,其特征在于,所述步驟3中,bdi模塊是使用多層次特征融合模塊sdi替代原模型的concat層,并在其中加入了雙向特征融合;具體為:首先,接收一個(gè)包含各層通道的列表channels,根據(jù)channels的元素個(gè)數(shù)確定卷積層個(gè)數(shù),并初始化融合權(quán)重、swish激活函數(shù)和卷積層convs;然后,接收一個(gè)特征圖列表xs,計(jì)算權(quán)重,并進(jìn)行前向特征融合和后向特征融合,將前向特征融合得到的特征圖序列進(jìn)行逐元素相乘及后向特征融合處理后的特征圖系列進(jìn)行逐元素相乘;最后,將兩個(gè)相乘后的特征圖進(jìn)行加權(quán)累計(jì),得到最終的特征圖。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于改進(jìn)yolov10網(wǎng)絡(luò)的道路缺陷檢測(cè)方法,其特征在于,所述步驟3中,前向特征融合的過(guò)程包括:前向特征融合是從低層到高層的過(guò)程,即從第二個(gè)特征圖開(kāi)始逐層處理,首先將每個(gè)特征圖調(diào)整為目標(biāo)尺寸;如果當(dāng)前特征圖的尺寸大于目標(biāo)尺寸,使用自適應(yīng)平均池化層將其下采樣到目標(biāo)尺寸;如果當(dāng)前特征圖的尺寸小于目標(biāo)尺寸,使用雙線性插值方法將其上采樣到目標(biāo)尺寸;然后將每個(gè)特征圖與對(duì)應(yīng)的權(quán)重相乘,最后將乘積結(jié)果輸入到對(duì)應(yīng)的卷積層中,得到最終的高層特征圖。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于改進(jìn)yolov10網(wǎng)絡(luò)的道路缺陷檢測(cè)方法,其特征在于,所述步驟3中,后向特征融合的過(guò)程包括:后向特征融合是從高層到低層的過(guò)程,即從倒數(shù)第二個(gè)特征圖開(kāi)始,逐層處理;首先對(duì)特征圖大小進(jìn)行調(diào)整,并與對(duì)應(yīng)的權(quán)重相乘;然后通過(guò)卷積層進(jìn)行轉(zhuǎn)換,可在整個(gè)特征圖金字塔中進(jìn)一步融合高層信息;最后對(duì)所有經(jīng)過(guò)卷積操作的特征圖進(jìn)行逐元素相乘的累計(jì)操作,得到最終的低層特征圖。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)yolov10網(wǎng)絡(luò)的道路缺陷檢測(cè)方法,其特征在于,所述步驟4中,slideloss損失函數(shù)計(jì)算包括:首先使用bcewithlogitsloss計(jì)算二元交叉熵?fù)p失,然后將計(jì)算的損失結(jié)果傳給slideloss損失函數(shù)中,slideloss損失函數(shù)通過(guò)加權(quán)機(jī)制,調(diào)整每個(gè)樣本的損失值,最后輸出聚合后的損失值。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)yolov10網(wǎng)絡(luò)的道路缺陷檢測(cè)方法,其特征在于,所述步驟5中,網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練時(shí)采用adam算法來(lái)迭代更新網(wǎng)絡(luò)模型參數(shù),訓(xùn)練周期為300個(gè)epoch。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)yolov10網(wǎng)絡(luò)的道路缺陷檢測(cè)方法,其特征在于,所述步驟6中,測(cè)試數(shù)據(jù)輸出的圖像中包括數(shù)據(jù)的類別、邊界框和預(yù)測(cè)的精確度。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了基于改進(jìn)YOLOv10網(wǎng)絡(luò)的道路缺陷檢測(cè)方法,屬于缺陷圖像處理領(lǐng)域。本發(fā)明的核心在于:在YOLOv10網(wǎng)絡(luò)中的主干部分引入了C2f?MCA模塊,可同時(shí)對(duì)寬度,高度和通道的注意力進(jìn)行建模,建立多維度協(xié)同注意力機(jī)制,提高目標(biāo)識(shí)別任務(wù)的準(zhǔn)確性和效率;使用多層次特征融合模塊BDI,以替換傳統(tǒng)特征聯(lián)結(jié)操作模塊,通過(guò)整合編碼器生成的多層次特征融合來(lái)增強(qiáng)圖像中的語(yǔ)義信息和細(xì)節(jié)信息;優(yōu)化損失函數(shù),通過(guò)設(shè)計(jì)一種SlideLoss損失函數(shù),使模型對(duì)困難樣本更加關(guān)注從而使邊界框回歸更加準(zhǔn)確。通過(guò)數(shù)據(jù)訓(xùn)練及測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本發(fā)明新方法的平均檢測(cè)精度mAP@0.5可達(dá)到86.6%,要優(yōu)于現(xiàn)有的道路缺陷檢測(cè)模型。

技術(shù)研發(fā)人員:劉進(jìn),詹郭睿,金潼,吳凡
受保護(hù)的技術(shù)使用者:安徽工程大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/1/9
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