1.一种基于改进YOLOv5的交通标志检测方法,其特征在于,基于YOLOv5神经网络、以及包含分别对应预设各标签的交通图像的交通标志数据集,通过执行以下步骤A至步骤D,获得交通标志检测模型,之后针对目标交通标志样本图像,应用交通标志检测模型,获得目标交通标志图像对应的标签;
步骤A:基于YOLOv5神经网络,在YOLOv5神经网络的主干部分添加特征增强FEM模块和区域上下文RCM模块,顺序连接的Focus模块、Conv模块、C3模块、Conv模块、C3模块、Conv模块、特征增强FEM模块、Conv模块、区域上下文RCM模块、特征增强FEM模块,构建为改进YOLOv5神经网络主干部分;
步骤B:基于YOLOv5神经网络,在YOLOv5神经网络的输出端部分之后增加CIoU‑NMS模块,构建以CIoU‑NMS模块为输出端的改进YOLOv5神经网络输出部分;
步骤C:依次顺序连接改进YOLOv5神经网络主干部分、YOLOv5神经网络颈部、改进YOLOv5神经网络输出部分,且改进YOLOv5神经网络主干部分的输出端连接YOLOv5神经网络颈部的输入端,YOLOv5神经网络颈部的输出端连接改进YOLOv5神经网络输出部分的输入端;构成以交通标志样本图像为输入、交通标志样本图像所对应的真值标签为输出改进YOLOv5的交通标志检测模型;
步骤D:基于交通标志数据集中预设数量的交通标志样本图像,以各个交通标志样本图像为输入、各个目标交通样本图像为输出针对改进YOLOv5的交通标志检测模型进行训练,获得改进YOLOv5的交通标志检测模型。
2.根据权利要求1所述的一种基于改进YOLOv5的交通标志检测方法,其特征在于,所述步骤A中,所述特征增强FEM模块包括卷积1、卷积2、卷积3卷积4卷积5、ADD模块、注意力模块SA、Concat模块M;
卷积1的输入端作为所述特征增强FEM模块的输入端、卷积1的输入端与卷积5的输入端相连;卷积1的输出端与卷积2的输入端、ADD模块的输入端分别相连;卷积2的输出端与卷积
3的输入端相连,卷积3的输出端与注意力模块SA的输入端相连,注意力模块SA的输出端与ADD模块的输入端相连;ADD模块的输出端与卷积5的输出端、Concat模块的输入端相连;
Concat模块M的输出端与卷积4的输入端相连,卷积4的输出端作为特征增强FEM模块的输出端。
3.根据权利要求1所述的一种基于改进YOLOv5的交通标志检测方法,其特征在于,所述步骤A中,所述区域上下文RCM模块包括卷积a、空洞卷积b、空洞卷积c、卷积d、卷积e、卷积f、卷积g、空洞卷积h、空洞卷积i、卷积j、Concat模块N由卷积a作为输入端,卷积a的输出端与空洞卷积b的输入端、空洞卷积c的输入端、卷积d的输入端、卷积e的输入端分别相连;
所述空洞卷积b的输出端连接卷积f的输入端,所述空洞卷积c的输出端连接卷积g的输入端,所述卷积d的输出端连接空洞卷积h的输入端,所述卷积e的输出端连接空洞卷积i的输入端;
所述卷积f的输出端、卷积g的输出端、空洞卷积h的输出端、空洞卷积h的输出端与卷积a的输入端五者相连,并且与Concat模块N的输入端相连,Concat模块N的输出端与卷积j的输入端相连;卷积j的输出端作为区域上下文RCM模块的输出端。
4.根据权利要求1所述的一种基于改进YOLOv5的交通标志检测方法,其特征在于,所述步骤B中的CIoU‑NMS模块中,包括步骤B1至步骤B2;
步骤B1:按如下公式:
计算交通标志图像真实框与预测框的重叠度;其中,
2 gt
IoU表示交通标志图像真实框与预测框的面积的交集与面积的并集之比,ρ(b,b )表示交通标志图像真实框与预测框的中心点之间的欧式距离,c表示能够包含交通标志图像gt gt预测框和真实框的最小封闭区域的对角线距离,w 、h 分别代表交通标志图像真实框的宽度与高度,w、h分别代表交通标志图像预测框的宽度与高度;步骤B2:按如下公式:筛选交通标志图像检测框,其中,Mi表示预测分数
得分最高的一个预测框,Bi表示判断是否需要被移除的预测框,Si表示分类分数,ε表示预设NMS的阈值。
5.根据权利要求1所述的一种基于改进YOLOv5的交通标志检测方法,其特征在于,还包括对改进YOLOv5的交通标志检测模型进行性能测试,获得总体样本检测的平均精确度mAP,小目标检测平均精度AP、小目标平均召回率AR,具体为:根据如下公式计算:
其中,P指的是准确率,R指的是召回率,A指的是平均精度,AR为平均召回率,TP是预测为正样本实际是正样,TN预测为负样本实际是负样本,FP预测为正样本实际是负样本,FN预测为负样本实际是正样本;m是预设类别数量。
6.根据权利要求1所述的一种基于改进YOLOv5的交通标志检测方法,其特征在于,针对交通标志数据集,按照1:9的比例划分为测试集与训练集。
7.根据权利要求6所述的一种基于改进YOLOv5的交通标志检测方法,其特征在于,将训练集和测试集中所有交通标志图片进行统一为预设尺寸。
8.根据权利要求6所述的一种基于改进YOLOv5的交通标志检测方法,其特征在于,对训练集图片进行Mosic数据增强。