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基于轻量级改进RT-DETR边缘部署算法的绝缘子缺陷检测 被引量:7
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作者 姜香菊 王瑞彤 马彦鸿 《电工技术学报》 北大核心 2025年第3期842-854,共13页
随着新型电力系统的不断发展建设,输电线路绝缘子状态智能化巡检成为必然趋势。为方便“云-边-端协同架构”进行边缘部署,该文提出一种轻量级RT-DETR目标检测算法。首先,采用RT-DETR作为基线算法降低优化难度,提高鲁棒性;其次,选择轻量... 随着新型电力系统的不断发展建设,输电线路绝缘子状态智能化巡检成为必然趋势。为方便“云-边-端协同架构”进行边缘部署,该文提出一种轻量级RT-DETR目标检测算法。首先,采用RT-DETR作为基线算法降低优化难度,提高鲁棒性;其次,选择轻量级EMO作为算法特征提取主干,充分学习绝缘子目标的长距离特征交互及缺陷小目标的局部特征交互,并提出基于轻量级注意力的尺度内特征交互模块和轻量级跨尺度特征融合模块设计轻量级高效混合编码器;再次,在轻量级高效混合编码器中引入定位信息补充分支、使用DIoU损失函数结合迁移学习训练技巧,缓解轻量化造成的算法精度下降问题;最后,构建多天气条件绝缘子数据集进行训练验证。实验结果表明,相较于基线算法,所提算法检测精度达到97.2%,只损失0.7个百分点,而参数量和计算量分别下降67.8%和71.2%,检测速度提升2.5倍,满足多天气条件下的输电线路绝缘子状态巡检准确率及边缘部署轻量化要求。 展开更多
关键词 绝缘子缺陷检测 RT-DETR算法 轻量化 边缘部署 目标检测算法
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边缘计算中动态服务器部署与任务卸载联合优化算法 被引量:1
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作者 白文超 卢先领 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第6期1830-1837,共8页
在移动边缘计算中,边缘服务器部署位置的固定性容易产生边缘服务器资源利用率不平衡的问题,从而导致任务卸载过程中时延与能耗的增加。针对该问题,提出了一种基于分层强化学习的联合优化算法。首先,将边缘服务器放置与任务卸载问题分解... 在移动边缘计算中,边缘服务器部署位置的固定性容易产生边缘服务器资源利用率不平衡的问题,从而导致任务卸载过程中时延与能耗的增加。针对该问题,提出了一种基于分层强化学习的联合优化算法。首先,将边缘服务器放置与任务卸载问题分解并转换为双马尔可夫决策过程。然后,利用深度Q网络构建上层边缘服务器部署的全局智能体模型,通过引入K-means算法为上层策略提供高质量样本加速模型收敛。利用多智能体近端策略优化算法构建下层任务卸载多智能体模型,通过引入状态归一化减少下层策略状态的特征尺度差异,提高训练稳定性,最后,通过上下层策略的交替优化达到最终的优化目标。仿真实验结果表明,所提算法能够获得最优服务器部署与任务卸载策略,相比随机策略与其他强化学习算法,该算法在模型训练效率、目标奖励和负载均衡指标方面具有更高效益。 展开更多
关键词 边缘计算 任务卸载 边缘服务器部署 分层强化学习
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一种联合边缘服务器部署与服务放置的方法
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作者 张俊娜 韩超臣 +2 位作者 陈家伟 赵晓焱 袁培燕 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期266-280,共15页
边缘计算(EC)在靠近用户的网络边缘部署边缘服务器(ES),并将服务放置在ES上,从而可以满足用户的服务需求。独立研究ES部署和服务放置问题的成果已有很多,但两者存在高度耦合关系。考虑到EC系统的收益,有必要提供付费服务,使得EC系统处... 边缘计算(EC)在靠近用户的网络边缘部署边缘服务器(ES),并将服务放置在ES上,从而可以满足用户的服务需求。独立研究ES部署和服务放置问题的成果已有很多,但两者存在高度耦合关系。考虑到EC系统的收益,有必要提供付费服务,使得EC系统处理用户服务请求时会获得相应收入。同时,EC系统处理用户服务请求时会产生时延和能耗成本,为了最大化EC系统的收益,在用户服务请求和服务价格不同的约束下,需要合适的服务放置方案来提高EC系统的收益。为此,在ES与基站之间的位置关系、ES部署和服务放置之间的耦合关系、服务副本数和服务价格等约束下,提出一种包括改进的k-means算法和多智能体强化学习算法的两步方法,使EC系统的收益最大化。首先,构建一个联合ES部署和服务放置模型,其中ES部署明确考虑了基站之间的位置关系,服务放置明确考虑了ES部署的位置,以及不同的服务请求和价格;然后,基于基站的位置关系和基站的服务请求负载,通过带约束的k-means算法,在不同约束条件下分别确定最佳的ES部署位置以及ES的协作域;最后,以最大化EC系统收益为目标,通过多智能体强化学习算法在ES上放置服务。实验结果表明,与对比方法相比,所提方法能够提高收益7%~23%。 展开更多
关键词 边缘计算 边缘服务器部署 服务放置 K-MEANS聚类算法 多智能体强化学习算法
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基于强化学习的局部放电深度诊断模型的自动剪枝与轻量化部署 被引量:4
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作者 朱永利 钱涛 《高电压技术》 CSCD 北大核心 2024年第12期5238-5247,I0001,共11页
目前在PC计算机或服务器端研发的各种基于局部放电信号采样数据的放电识别模型正判率高的几乎都是深度模型,这种模型的体量大,对计算机资源要求高,无法在局部放电检测装置上运行。为此,提出了基于强化学习的局部放电深度诊断模型的自动... 目前在PC计算机或服务器端研发的各种基于局部放电信号采样数据的放电识别模型正判率高的几乎都是深度模型,这种模型的体量大,对计算机资源要求高,无法在局部放电检测装置上运行。为此,提出了基于强化学习的局部放电深度诊断模型的自动剪枝方法与模型轻量化部署方案。在服务器端,采用深度强化学习进行智能体训练,通过与原始局部放电诊断模型交互进行自动搜索进而确定每层的剪枝率;再根据几何中值的滤波器剪枝(FPGM)方法来判别滤波器的重要程度,实现参数的裁剪。仿真实验结果表明:该方法在轻量化系列模型MobileNetV1、V2以及ResNet50经典系列神经网络上取得了85%以上的参数压缩效果。将压缩后的轻量化模型转换成轻量级的ONNX格式,保存在一台便携式电脑上,并通过无线传输方式将模型植入到树莓派智能终端中,进而在智能终端上实现了局部放电的诊断实验模拟。测试结果表明:使用该方法部署的剪枝后局部放电诊断模型在内存占用、功耗以及推理时长等性能指标方面都有很大改善。 展开更多
关键词 局部放电 强化学习剪枝 神经网络 几何中值的滤波器剪枝 模型的边缘部署
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工业物联网的工业边缘云部署算法 被引量:6
5
作者 颜晓莲 章刚 +1 位作者 邱晓红 陈庆奎 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期574-583,共10页
针对动态调整不同区域的生产线时,因工业边缘云资源有限,覆盖生产线的工业边缘云部署不合理而造成实时性运维服务质量下降和企业成本增加等问题,采用带约束的多目标优化和带约束的最小子集划分思想讨论工业边缘云部署问题,提出一种启发... 针对动态调整不同区域的生产线时,因工业边缘云资源有限,覆盖生产线的工业边缘云部署不合理而造成实时性运维服务质量下降和企业成本增加等问题,采用带约束的多目标优化和带约束的最小子集划分思想讨论工业边缘云部署问题,提出一种启发式遗传算法。基于问题的特点,该算法采用二进制编码,降低了算法实现的难度;采用多轮随机不重复解策略筛选多样化的可行解作为初始种群,提高了搜索速度和搜优概率;根据混合选择法有目的地选择较优个体和较差个体,从而保持种群多样性;采用多轮多维度多点交叉法实现个体间较优与较优、较优与较差、较差与较差的深度交叉,维持了种群多样性,并探索了新区域;利用较优个体优先单点变异策略,对交叉操作产生的较优新个体所在区域优先进行局部深挖,在深挖过程中不断调整深挖方向,从而拓展种群多样性,提升全局搜索能力。实验从期望负载偏差率、期望服务延时偏差率、算法收敛率及解误差率4方面验证了算法的有效性、收敛性和全局搜索能力。 展开更多
关键词 工业物联网 边缘部署 NP难问题 遗传算法
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基于DFR-SN-YOLO的棉花顶芽识别方法
6
作者 方会敏 徐全旺 +2 位作者 陈学庚 张庆怡 鲁佳录 《农业工程学报》 北大核心 2025年第17期162-174,共13页
针对密植环境下棉花顶芽漏检率高、检测精度低等问题,该研究提出了一种DFR-SN-YOLO的棉花顶芽检测模型。首先,使用DWConv和改进后的C3_Faster重设轻量高效的主干,进行有效卷积提取顶芽特征;其次针对顶芯漏检问题,基于棉田顶叶和顶芯位... 针对密植环境下棉花顶芽漏检率高、检测精度低等问题,该研究提出了一种DFR-SN-YOLO的棉花顶芽检测模型。首先,使用DWConv和改进后的C3_Faster重设轻量高效的主干,进行有效卷积提取顶芽特征;其次针对顶芯漏检问题,基于棉田顶叶和顶芯位置相对的结构关联性,通过在主干引入具有识别位置信息的CA(coord attention)注意力获取更多顶芯信息特征,结合颈部网络改进的C3_RFCBAMConv模块,融入感受野注意力的卷积,提高模型在全局特征识别到顶芯的能力;最后,提出一种针对顶芽识别的SN(Shape-NWD-IoU)损失函数,考虑顶芽自身形状同时注重小目标的提取,提高对顶芽的识别能力。试验结果表明,DFR-SN-YOLO相较于原模型,平均检测精度mAP@50为97.5%,提高了3个百分点;顶芯准确率为92.4%,提高了3.9个百分点;召回率达到95.0%,有效解决了顶芯漏检的问题,同时模型参数量为3.9M下降44%;部署在边缘计算设备上,推理速度为37帧/s,研究结果为后续棉花智能机械打顶提供了技术支持。 展开更多
关键词 棉花顶芽 图像识别 边缘部署 YOLOv5s 小目标 结构关联性
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基于YOLO v8-SD的预切式甘蔗种质量检测方法研究
7
作者 李尚平 覃勇华 +2 位作者 黄伟斌 李凯华 闫清林 《农业机械学报》 北大核心 2025年第7期457-467,共11页
甘蔗种质量检测是甘蔗预切备种过程中的关键环节。针对实际备种场景中环境复杂、边缘设备计算资源受限的问题,提出一种基于改进YOLO v8n的轻量化甘蔗种质量检测方法。通过引入混合局部通道注意力(Mixed local channel attention,MLCA)... 甘蔗种质量检测是甘蔗预切备种过程中的关键环节。针对实际备种场景中环境复杂、边缘设备计算资源受限的问题,提出一种基于改进YOLO v8n的轻量化甘蔗种质量检测方法。通过引入混合局部通道注意力(Mixed local channel attention,MLCA)和部分卷积(PConv)改进网络结构,有效减少模型的冗余计算并增强对关键特征的关注能力;在颈部网络使用DySample动态上采样,以更准确地获取特征点的边界和细节信息;此外,采用重参数化的共享卷积结构对检测头进行改进,进一步减少模型的复杂度;最终形成了甘蔗种质量检测模型YOLO v8-SD,将其结合单目相机测距算法,实现蔗种切口与相邻蔗节的距离测算。试验表明,YOLO v8-SD模型的mAP50达98.3%,帧检测速率为142.9 f/s,模型内存占用量为3.45 MB,相较原始模型参数量和浮点运算量分别减少47.8%和33.3%,模型内存占用量减小41.9%,帧率提升7.8 f/s。此外,使用本文方法的切口距离测算平均相对误差小于6.1%。将改进后的模型部署在NVIDIA Jetson Orin NX开发板上配合甘蔗种筛选系统进行样机试验,试验结果表明,对于不同品种甘蔗种质量检测的平均准确率为97.33%,满足实际应用需求。 展开更多
关键词 预切式甘蔗种 质量检测 轻量化 YOLO v8 边缘部署
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基于改进YOLOv7—tiny的烟叶主脉轻量化检测研究
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作者 周登峰 李军政 +3 位作者 王海毕 刘从 彭柱根 黄楚明 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第7期138-144,共7页
为精准识别烟叶主脉,实现烟叶机械化抓取以及降低抓取破损率,提出一种基于改进YOLOv7—tiny的轻量化烟叶主脉识别模型。首先在原YOLOv7—tiny的网络基础上将backbone提取网络替换为更加轻量的MobileNetV3,并将其深层的非线性激活函数h-s... 为精准识别烟叶主脉,实现烟叶机械化抓取以及降低抓取破损率,提出一种基于改进YOLOv7—tiny的轻量化烟叶主脉识别模型。首先在原YOLOv7—tiny的网络基础上将backbone提取网络替换为更加轻量的MobileNetV3,并将其深层的非线性激活函数h-swish替换为ReLU激活函数以增强模型的线性表达能力;再将颈部的普通卷积替换为轻量级GSConv并采用范式设计(Slim—Neck),对模型通道进行压缩,除去多余的特征以轻量化网络结构;最后引用SIoU损失函数降低模型的损失值,增强模型对烟叶主脉的融合能力。结果表明:改进模型在烟叶数据集上的平均精度均值mAP为91.3%,在仅损失1.6%的代价下,参数量比原模型减少51.1%,计算量为4.3 G,仅为原模型(13.2 G)的32.6%,相比于YOLOv5—s(16.5 G)、YOLOv6—n(11.4 G)、YOLOx—s(26.8 G)、YOLOv8—n(8.7 G)、YOLOv9—t(7.7 G)均有所提升。改进后的模型可以部署在计算资源匮乏的边缘化设备上,为烟叶的机械化收获提供一定的技术支撑。 展开更多
关键词 烟叶主脉 轻量化 机械化收获 精准识别 边缘部署
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面向边缘智能光学感知的航空紧固件旋转检测 被引量:4
9
作者 符长虹 陈锟辉 +2 位作者 鲁昆瀚 郑光泽 赵吉林 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期472-480,共9页
针对航空紧固件分拣过程中现有方法存在效率低、成本高、精度差等问题,提出一种面向边缘智能光学感知的旋转目标检测方法。构建一种基于强化语义和优化空间的特征融合机制,有效提升目标检测模型的性能;设计一种空洞幻影模块,减少特征融... 针对航空紧固件分拣过程中现有方法存在效率低、成本高、精度差等问题,提出一种面向边缘智能光学感知的旋转目标检测方法。构建一种基于强化语义和优化空间的特征融合机制,有效提升目标检测模型的性能;设计一种空洞幻影模块,减少特征融合网络的参数量,有利于模型在工业场景下的边缘部署;采用高斯类环形平滑标签方法,在模型检测层预测分支上实现旋转目标检测,显著提升模型检测性能,并更有助于工业机器人自动抓取。在权威公开旋转数据集上,检测准确率达到77.16%。最后,在嵌入式智能设备上进行边缘部署并测试,整体准确率达到99.76%,推理速度超过20 FPS(frames per second),满足工业应用的要求。 展开更多
关键词 航空紧固件 旋转目标检测 特征融合 空洞幻影模块 边缘部署
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基于Ghost高效层聚合网络的多尺度融合YOLOv7-tiny改进算法
10
作者 欧阳玉旋 张荣芬 +1 位作者 刘宇红 彭垚潘 《计算机工程与科学》 北大核心 2025年第8期1437-1448,共12页
针对现有的大多数神经网络参数量大、推理速度慢、检测性能低且不便于部署边缘设备等问题,提出一种改进的YOLOv7-tiny算法。首先,根据原算法模型的结构特点,引入Ghost-ELAN模块以大幅度压缩模型;其次,使用Ghost Bottleneck-2代替网络Nec... 针对现有的大多数神经网络参数量大、推理速度慢、检测性能低且不便于部署边缘设备等问题,提出一种改进的YOLOv7-tiny算法。首先,根据原算法模型的结构特点,引入Ghost-ELAN模块以大幅度压缩模型;其次,使用Ghost Bottleneck-2代替网络Neck部分的卷积,进一步降低模型的规模;然后,使用多尺度融合模块Ghost-SPPCSPC提升模型对特征信息的理解能力,并采用GhostConv替换输出层卷积,在降低普通卷积冗余性的同时最大程度地利用模型中的语义信息;最后,使用迁移学习的方法,让模型学习到丰富的通用特征,提高模型的性能。实验结果表明,改进模型的参数量和模型大小较原模型分别降低和减小了57.19%和55.28%,实现了对原模型的重量级压缩,并提升了模型的精度,FPS达到了278,使模型达到快速、高效和便携的目的,更易于部署在边缘设备上。 展开更多
关键词 YOLOv7-tiny GHOST 多尺度融合模块 迁移学习 边缘设备部署
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基于边缘智能计算的城市交通感知数据自适应恢复 被引量:6
11
作者 向朝参 程文辉 +4 位作者 张昭 焦贤龙 屈毓锛 陈超 戴海鹏 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期619-634,共16页
智能交通系统(intelligent transportation systems,ITSs)被广泛用于智慧城市中,却普遍存在感知数据缺失问题.而交通感知站点有限的存储计算能力严重制约感知数据的恢复,极大影响ITSs的正常使用.虽然可以利用边缘节点强大的存储计算能... 智能交通系统(intelligent transportation systems,ITSs)被广泛用于智慧城市中,却普遍存在感知数据缺失问题.而交通感知站点有限的存储计算能力严重制约感知数据的恢复,极大影响ITSs的正常使用.虽然可以利用边缘节点强大的存储计算能力解决这个困境,但边缘节点部署的高复杂性和感知数据时空相关性的高动态性对数据精确恢复提出挑战.为了解决上述挑战,提出基于边缘智能计算的城市交通感知数据自适应恢复系统.具体地,首先利用子模优化理论,提出具有理论下界的边缘节点次优部署分配算法.然后,基于低秩理论恢复感知数据,并基于恢复结果估计非缺失下限,通过反馈自适应调整感知站点的数据上传比例,从而保证数据精确恢复.最后,基于澳大利亚600个交通站点1年的感知数据构建原型系统,对所提算法进行评估.实验结果表明,所提算法的边缘节点部署性能达到最优性能的90%以上,缺失数据恢复精度比3种对比方法提高43.8%以上.同时,自适应数据恢复能够平均提高精度40.3%. 展开更多
关键词 边缘智能计算 智能交通系统 边缘节点部署 感知数据恢复 子模理论 低秩理论
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基于可信执行环境的安全推理研究进展 被引量:1
12
作者 孙钰 熊高剑 +1 位作者 刘潇 李燕 《信息网络安全》 CSCD 北大核心 2024年第12期1799-1818,共20页
近年来,以深度神经网络为代表的机器学习技术在自动驾驶、智能家居和语音助手等领域获得了广泛应用。在上述高实时要求场景下,多数服务商将模型部署在边缘设备以规避通信带来的网络时延与通信开销。然而,边缘设备不受服务商控制,所部署... 近年来,以深度神经网络为代表的机器学习技术在自动驾驶、智能家居和语音助手等领域获得了广泛应用。在上述高实时要求场景下,多数服务商将模型部署在边缘设备以规避通信带来的网络时延与通信开销。然而,边缘设备不受服务商控制,所部署模型易遭受模型窃取、错误注入和成员推理等攻击,进而导致高价值模型失窃、推理结果操纵及私密数据泄露等严重后果,使服务商市场竞争力受到致命打击。为解决上述问题,众多学者致力于研究基于可信执行环境(TEE)的安全推理,在保证模型可用性条件下保护模型的参数机密性与推理完整性。文章首先介绍相关背景知识,给出安全推理的定义,并归纳其安全模型;然后对现有TEE安全推理的模型机密性保护方案与推理完整性保护方案进行了分类介绍和比较分析;最后展望了TEE安全推理的未来研究方向。 展开更多
关键词 安全推理 可信执行环境 模型机密性 推理完整性 边缘部署
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基于残差网络的地基云图识别方法研究 被引量:3
13
作者 宋文强 徐伟 冯琳 《电子测量技术》 北大核心 2024年第2期185-192,共8页
地基云的精细化识别对气候预测和气象研究具有重要的意义。针对目前地基云识别准确率低、泛化性差、不利于边缘化部署的问题,提出了基于残差网络的地基云图识别模型,命名为GBcNet。设计的模型由1个卷积层、2个池化层、5个残差块以及1个... 地基云的精细化识别对气候预测和气象研究具有重要的意义。针对目前地基云识别准确率低、泛化性差、不利于边缘化部署的问题,提出了基于残差网络的地基云图识别模型,命名为GBcNet。设计的模型由1个卷积层、2个池化层、5个残差块以及1个全连接层构成,利用第1个卷积层和第1个池化层初步提取特征信息并降低特征图大小,通过残差块提取更多的特征信息,同时抑制网络的过拟合和梯度消失,最后利用另1个池化层降低特征图的大小,并通过全连接层输出识别结果。利用数据集对模型进行训练和测试,实验结果表明,GBcNet模型对数据集的综合平均准确率达到了96.02%,11种类别地基云的识别精确率均在93%~99%,且具有更好的泛化性,单个类别和整体识别性能均优于其他模型。进一步采用SWIMCAT数据集对模型进行实验,综合识别准确率达99.7%,证明模型对地基云图识别具有普适性。模型结构简单,相较于其他模型,更有利于边缘化部署。 展开更多
关键词 地基云图 残差网络 CCSN数据集 边缘部署
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基于改进YOLO v5s的甘蔗切种茎节特征识别定位技术 被引量:3
14
作者 李尚平 郑创锐 +3 位作者 文春明 李凯华 甘伟光 李洋 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期234-245,293,共13页
为了实现甘蔗智能横向切种工作站的精准、高效的自动化切种,针对工厂化切种任务的特点,提出了一种基于改进YOLO v5s的甘蔗茎节特征边缘端识别与定位方法。首先,利用张正友相机标定法对摄像头进行畸变矫正;然后对甘蔗茎节数据集进行数据... 为了实现甘蔗智能横向切种工作站的精准、高效的自动化切种,针对工厂化切种任务的特点,提出了一种基于改进YOLO v5s的甘蔗茎节特征边缘端识别与定位方法。首先,利用张正友相机标定法对摄像头进行畸变矫正;然后对甘蔗茎节数据集进行数据增强,利用原始的YOLO v5s模型进行训练和测试,结果显示数据增强能一定程度上提高检测精度。针对茎节特征目标小以及模型体积大导致检测精度低、部署难度高等问题,对YOLO v5s的骨干网络进行改进,在SPPF特征融合模块前引入坐标注意力(Coordinate attention,CA)模块和Ghost轻量化结构,在Head网络中剔除P5大目标检测头,得到了改进后甘蔗茎节检测模型YOLO v5s-CA-BackboneGhost-p34,测试结果表明该模型优于其他主流算法和原始模型,具有高精度、小体积等优势。其中,平均精度均值1和平均精度均值2分别提高5.2、16.5个百分点,模型浮点数计算量和内存占用量分别降低42%和51%。最后,为了提高检测速度和实时性,将模型部署于边缘端,利用TensorRT技术加快检测速度,并在传送速度为0.15 m/s的甘蔗智能横向切种工作站上完成实际切种实验。实验结果表明,加速后茎节检测速度达到95 f/s,实时检测定位平均误差约为2.4 mm,切种合格率为100%,漏检率0.4%,说明本文提出的模型具有高度可靠性和实用性,可以为甘蔗横向切种工作站的工厂化、智能化以及标准化应用提供有效的技术支持。 展开更多
关键词 甘蔗智能横向切种工作站 茎节识别与定位 YOLO v5s 边缘部署
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煤矿井下图像增强关键技术研究综述
15
作者 张立亚 郝博南 +2 位作者 马征 杨志方 彭丽 《煤炭科学技术》 2025年第11期101-116,共16页
煤矿安全生产视频分析与识别技术是保障我国煤矿安全生产和智能化发展的核心支撑。为有效应对井下低照度、高粉尘、非均匀光照等复杂环境对视频监控图像质量的影响,提升安全隐患识别的实时性与准确性,图像增强技术已成为煤矿视频AI识别... 煤矿安全生产视频分析与识别技术是保障我国煤矿安全生产和智能化发展的核心支撑。为有效应对井下低照度、高粉尘、非均匀光照等复杂环境对视频监控图像质量的影响,提升安全隐患识别的实时性与准确性,图像增强技术已成为煤矿视频AI识别过程中的关键环节。系统阐述了煤矿智能化建设背景下图像增强技术的迫切需求与发展现状,分析了井下图像退化的多因素耦合成因及其对智能分析性能的制约,结合“感知-边缘-云端”3级协同的煤矿智能视频系统架构,提出了贯穿系统各层级的图像增强技术体系框架。围绕井下典型成像挑战,梳理并评述了直方图均衡化、小波变换、Retinex等传统图像增强方法,超分辨率重建、低光照增强、去雾去尘等基于深度学习的增强方法以及红外、激光、毫米波与可见光融合的多模态融合增强技术的原理、优缺点及代表性模型,明确了各类方法的技术特征与适用场景。同时,结合矿井人员监测、设备状态监测及作业流程监管等人机环管典型应用场景,示范展示了针对性图像增强技术在提升目标辨识度、缺陷检测精度及作业监测清晰度等方面的实际应用效果。最后,针对现有技术存在的环境动态适应能力不足、边缘算力受限、高质量真实数据集匮乏、多因素耦合退化处理效果有限等问题,指明了未来图像增强技术在轻量化边缘计算模型与硬件协同优化的发展方向,持续深化基于GAN、Transformer等先进网络架构的增强算法研究,探索与大模型结合实现主动智能感知与语义理解,推动跨模态融合技术的工程化应用,最终形成支撑井下“人-机-环”全域高精度智能感知与危险源协同管控的鲁棒性视觉增强能力。 展开更多
关键词 煤矿井下图像增强 深度学习增强方法 多模态融合 边缘计算部署 鲁棒性增强
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