作者单位
摘要
电子科技大学 光电科学与工程学院,成都 611731
设计了一款低相噪蓝宝石振荡器并对其进行温度控制,基于蓝宝石谐振器理论,采用有限元仿真软件完成了蓝宝石谐振器设计。蓝宝石谐振器实测中心频率为9.84 GHz,有载Q值113 000。将该蓝宝石谐振器作为选频网络与放大器、滤波器、移相器和耦合器构成低相噪蓝宝石振荡器。振荡器的输出工作频率9.84 GHz,输出功率9 dBm,偏离载波1 kHz处相位噪声为−117 dBc/Hz,偏离载波10 kHz处相位噪声为−144 dBc/Hz,偏离载波100 kHz处相位噪声为−161 dBc/Hz。该振荡器有助于提高雷达对于低慢小目标的检测能力。
低慢小目标检测 蓝宝石谐振器 回音壁模式 相位噪声 振荡器 low-slow small object detection sapphire resonator whispering gallery modes phase noise oscillator 
强激光与粒子束
2024, 36(3): 033004
作者单位
摘要
国防科技大学 电子科学学院 ATR重点实验室,湖南长沙410073
针对PointPillar在自动驾驶道路场景下对点云稀疏小目标检测效果差的问题,通过引入一种多尺度特征融合策略和注意力机制,提出一种点云目标检测网络Pillar-FFNet。针对网络中的特征提取问题,设计了一种基于残差结构的主干网络;针对馈入检测头的特征图没有充分利用高层特征的语义信息和低层特征的空间信息的问题,设计了一种简单有效的多尺度特征融合策略;针对主干网络提取的特征图中信息冗余的问题,提出了一种卷积注意力机制。为验证所提算法的性能,在KITTI和DAIR-V2X-I数据集上进行实验。实验结果表明,所提出的算法在KITTI数据集上与PointPillar相比,汽车、行人和骑行者的平均精度最大提高分别为0.84%,2.13%和4.02%;在DAIR-V2X-I数据集上与PointPillar相比,汽车、行人和骑行者的平均精度最大提高分别为0.33%,2.09%和4.71%,由此证明了所提方法对点云稀疏小目标检测的有效性。
小目标检测 点云稀疏 PointPillar 残差结构 多尺度特征融合 卷积注意力 small object detection point cloud sparse PointPillar residual structure multi-scale feature fusion convolutional attention 
光学 精密工程
2023, 31(19): 2910
作者单位
摘要
1 湖南科技大学机电工程学院,湖南 湘潭 411201
2 长沙视浪科技有限公司,湖南 长沙 410006
针对金属化陶瓷环缺陷面积小、可利用信息少的特点和缺陷检测精度低的问题,提出一种目标检测与图像分类网络融合的金属化陶瓷环缺陷检测方法。首先,使用针对小面积目标检测特点改进的Faster-RCNN目标检测网络实现对缺陷的初步识别与定位。接着,使用插值方法将定位到的缺陷区域放大,利用图像相邻像素之间的信息关联,增加缺陷检测的特征信息量。然后,使用ResNet图像分类网络对放大后的区域进行缺陷类别判断。最后,融合目标检测网络和图像分类网络的结果,获得最终的缺陷检测结果。实验结果表明,所提方法能在保障缺陷检测查全率的同时有效提升查准率,且能准确定位缺陷区域。
金属化陶瓷环 缺陷检测 Faster-RCNN 模型融合 小目标检测 
激光与光电子学进展
2023, 60(20): 2015007
作者单位
摘要
1 福州大学 先进制造学院,福建泉州362200
2 中国福建光电信息科学与技术创新实验室,福州350116
提出一种多层特征图信息融合的海滩小目标检测方法,从上下文信息与强化特征图信息融合的角度提升小目标游客的检出率。首先,透过更全面、有效的GAM注意力机制思想结合CSP结构提出GCSAM结构,用于增强检测YOLOv5模型中主干网络跨纬度感受区,聚焦小目标特征学习;其次,在颈部融合端使用BIFPN结构优化YOLOv5网络中PANet结构,补全跨层特征信息之间的传递,使得特征图包含更多的上下文信息;最后,采用幂变换改进YOLOv5网络中CIOU_Loss为Alpha‑CIOU_Loss,有效提升预测框的回归精度。实验证明,在满足实时性要求的前提下,相比于原始YOLOv5网络,文中方法在海滩小目标游客检测上查准率提升2.00%,查全率提升5.33%,平均精度均值提升4.36%。文中方法在海滩小目标游客密集、遮挡、目标更小的情况下具有更好的鲁棒性。
深度学习 小目标检测 注意力机制 特征图 deep learning small object detection attention mechanism feature map 
光电子技术
2023, 43(2): 142
韩兴勃 1,2李凡 1,2,*
作者单位
摘要
1 昆明理工大学信息工程与自动化学院,云南 昆明 650504
2 云南省人工智能重点实验室,云南 昆明 650504
针对遥感图像中小目标对象存在像素少、信息有限、检测困难和失准等实际问题,对YOLOv5进行改进,提出增加残差连接与跨层注意力的方法来提升模型对遥感图像中小目标的检测能力。该方法采用对特征图进行残差连接并增加检测头的方式,有效提高了YOLOv5在遥感图像中对小目标的检测能力。此外,还通过跨层注意力为不同网络层的特征附加语义信息,从而提高模型对遥感图像中复杂背景信息的抑制能力。在Detection in Optical Remote(DIOR)遥感数据集的实验中,所提方法取得了86.4%的平均精度均值(mAP),小目标检测精度评价指标(APs)达23.4%,比基准网络高出5.9个百分点。实验结果表明,所提方法在遥感图像小目标检测问题上具有较好性能,同时也验证了特征金字塔中底层特征图与注意力机制对提升小目标检测性能具有十分重要的作用。
小目标检测 遥感图像 跨层注意力 特征金字塔 
激光与光电子学进展
2023, 60(12): 1228011
张寅 1,2朱桂熠 1,2施天俊 3张琨 1,2闫钧华 1,2,*
作者单位
摘要
1 南京航空航天大学空间光电探测与感知工业和信息化部重点实验室,江苏 南京 211106
2 南京航空航天大学航天学院,江苏 南京 211106
3 哈尔滨工业大学空间光电工程中心,黑龙江 哈尔滨 150001
为解决遥感图像小目标检测中目标特征信息量少、定位困难等难题,提出一种基于特征融合与注意力机制的遥感图像小目标检测算法FFAM-YOLO(Feature Fusion and Attention Mechanism YOLO)。该算法首先针对主干网络特征提取有效信息量少、特征图信息表征能力弱的问题,构造特征增强模块(FEM)以融合较低层级特征图中多重感受野特征,提升算法主干网络的目标特征提取能力;其次,主干网络提取得到高低层级特征图后,建立重构算法的高低层级特征融合结构,利用特征融合模块(FFM)显著增强小目标的特征信息;在增强的有效通道注意力机制(E-ECA)与空间注意力模块(SAM)所组成的级联注意力机制(ESM)作用下,可更精确地捕获小目标特征;最后在输出的两路特征图上进行小目标检测并输出结果。实验结果表明,基于构建的遥感图像小目标数据集USOD(Unicorn Small Object Dataset),所提算法的查准率达到91.9%,查全率达到83.5%,检测框与真实框之间的交并比阈值(IoU)为0.5时的平均精度(AP)为89%,IoU为0.5∶0.95时的AP达到32.6%,检测速率达到120 frame/s,具有一定的鲁棒性和实时性。
机器视觉 小目标检测 遥感图像 特征融合 注意力机制 特征增强 
光学学报
2022, 42(24): 2415001
瑚琦 1,2卞亚林 1,2,*王兵 1,2
作者单位
摘要
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
2 上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室,上海 200093
小尺寸的物体由于其在图像中分辨率相对较低的原因,在检测任务中容易被丢失和误判。针对目前目标检测算法对小尺寸目标检测精确度远低于其他尺寸目标检测精度的问题加以改进,将小尺寸目标特征增强融入特征金字塔结构。利用多尺度特征融合的特征增强能力丰富小尺寸目标特征层的特征信息,从而使小尺寸目标检测精准度得到提升。将改进特征金字塔结构应用于YOLOv3网络,实验对比研究表明,小尺寸目标检测精准度可以达到0.179,较原网络提升了22.6%。
特征金字塔 小目标检测 特征增强 特征融合 feature pyramid network small object detection feature enhancement feature fusion 
光学仪器
2022, 44(5): 14
马梁 1,2,3苟于涛 1,2,3雷涛 1,2,*靳雷 1,2宋怡萱 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院光电探测技术研究室,四川 成都 610209
2 中国科学院光电技术研究所,四川 成都 610209
3 中国科学院大学,北京 100049
本文提出了一种鲁棒的基于多尺度特征融合的遥感图像小目标检测方法。考虑到常用的特征提取网络参数量庞大,过多的下采样可能导致小目标消失,同时基于自然图像的预训练模型直接应用到遥感图像中可能存在特征鸿沟。因此,根据数据集中所有目标尺寸的分布情况(即:先验知识),首先提出了一种基于动态选择机制的轻量化特征提取模块,它允许每个神经元依据目标的不同尺度自适应地分配用于检测的感受野大小并快速从头训练模型。其次,不同尺度特征所反应的信息量各不相同且各有侧重,因此提出了基于自适应特征加权融合的FPN (feature pyramid networks)模块,它利用分组卷积的方式对所有特征通道分组且组间互不影响,从而增加图像特征表达的准确性。另外,深度学习需要大量数据驱动,由于遥感小目标数据集匮乏,自建了一个遥感飞机小目标数据集,并对DOTA数据集中的飞机和小汽车目标做处理,使其尺寸分布满足小目标检测的任务。实验结果表明,与大多数主流检测方法对比,本文方法在DOTA和自建数据集上取得了更好的结果。

多尺度特征 小目标检测 特征融合 场景复杂度 multi-scale features small object detection feature fusion scene complexity 
光电工程
2022, 49(4): 210363
作者单位
摘要
1 哈尔滨工业大学 航天学院,哈尔滨 150001
2 哈尔滨工业大学 电气工程及自动化学院,哈尔滨 150001
3 常熟理工学院 机械工程学院,江苏 苏州 215500
4 广西大学 机械工程学院,南宁 530004
提出了一种基于并行融合网络的航拍红外车辆小目标检测方法。以并行残差块搭建的网络作为主干网络,完成对目标高精度且强鲁棒性的识别和分类。在此网络的基础上进行特征提取与特征融合,提出了基于跨层连接的改进YOLOv3算法,充分利用底层的信息完成对红外车辆小目标的高精度检测与定位。最后,采用soft-NMS替代NMS来缓解目标重叠问题。实验结果表明,本文方法能够准确检测复杂运动背景下的红外车辆小目标,并在误报率较低的情况下达到较高的检测精度。其中虚警率仅有0.01%且漏检率仅有1.36%。
模式识别 红外图像 车辆检测 小目标检测 并行融合 Pattern recognition Infrared image Vehicle detection Small object detection Parallel fusion 
光子学报
2022, 51(2): 0210001
作者单位
摘要
江苏自动化研究所计算机事业部, 江苏 连云港 222002
针对传统遥感图像检测算法中人为干预多、速度慢、检测精度低等问题,提出一种基于深度学习的遥感图像检测方法。采用密集连接的网络结构,充分利用每层网络提取的特征,减少网络推理时间;采用具有更大感受野的扩张块结构;使用扩张块结构和反卷积网络结构将浅层特征图和深层特征图进行信息融合,从而增强遥感图像中多尺度目标的检测能力。实验结果表明,该检测方法具有更高的准确率和更短的检测时间,尤其在小目标物体的检测上表现出更好的性能。
图像处理 遥感图像 小目标检测 密集连接网络 特征融合 
激光与光电子学进展
2019, 56(22): 222803

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