1.一种基于改进多头自注意力的无人机小目标检测方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:从已经部署的居民摄像头监控中采集图像,手工标注采集到的图像,获得一个含有低空无人机的图片数据集;
步骤2:使用含低空无人机的图片数据集对原始的YOLOv5s模型进行预训练,获得YOLOv5s的预训练权重;
步骤3:根据无人机小目标的特性对多头自注意力模块进行改进,并将改进多头自注意力模块加入到YOLOv5s模型中;
步骤4:使用含低空无人机的图片数据集和预训练权重对YOLOv5s模型进行重新训练,获得YOLOv5s的新训练权重;
步骤5:将新训练权重加载到YOLOv5s模型中,对居民摄像头监控数据进行检测;
所述的步骤3中,改进多头自注意力模块,包括:
多头自注意力模块具有三个输入端口和一个输出端口,输入端口输入的是原始特征,输出端口输出的是经过多头注意力模块处理后的新特征;
第一个输入端口连接改进残差通道注意力子模块,用于提高输入特征中小目标有效特征的显著性;
第二个输入端口连接改进残差空间特征注意力子模块,用于提高输入特征中小目标有效特征的显著性;
第三个输入端口和两个改进注意力子模块连接卷积层子模块,卷积层替换原全连接层以提高多头自注意力的即插即用性;
多头缩放点积注意力子模块与卷积层子模块连接,并通过拼接和卷积处理,输出新特征;
所述的改进残差通道注意力子模块,使用残差机制将原始输入特征与调整之后的特征相加,以使得输出特征可以保留部分浅层特征,继而保留更多的小目标特征;
所述的改进残差空间特征注意力子模块,包括:
使用最大值池化,以降低输入特征通道数;
使用三层卷积组成空间金字塔,以增大特征搜索的空间,提高小目标尺度有效特征的捕获率;
拼接最大值池化的特征、三层卷积空间金字塔的三个特征;
计算拼接后的均值特征;
输入特征与均值特征点积,获得加权特征;
使用残差机制将输入特征与加权特征相加,以使得输出特征可以保留部分浅层特征,继而保留更多的小目标特征。
2.根据权利要求1所述的一种基于改进多头自注意力的无人机小目标检测方法,其特征在于,所述的步骤3中,将改进多头自注意力模块加入到YOLOv5s模型,是将改进多头自注意力模块放在YOLOv5s的拼接层模块之后,用于调整拼接后小目标有效特征的显著性,降低检测层捕获小目标有效特征的难度。
3.根据权利要求1所述的一种基于改进多头自注意力的无人机小目标检测方法,其特征在于,所述的步骤5中,对居民摄像头监控数据进行检测,过程如下:从已经部署的居民摄像头监控中提取出单帧图像;
调用加载有新训练权重的YOLOv5s模型,对单帧图像进行检测;
若检测到小目标无人机,使用矩形框将小目标无人机区域自动框选出来。