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专利号: 2023118626339
申请人: 江苏理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于YOLOv5网络模型的图像优化方法,其特征在于:该方法包括:接收来自采集设备所采集的第一图像集,该第一图像集包括至少三种类型的驾驶员表情图片;

对第一图像集进行预处理,并将预处理后的图像制作为标准数据集,该标准数据集包括训练集、验证集和测试集;

采用原始YOLOv5网络模型对标准数据集进行训练,并在训练过程中调整训练参数以提高训练效果;

分析网络结构,对原始YOLOv5网络模型的主干网络部分进行轻量化改进;该方法还包括:引进GSConv模块,并对GSConv模块进行改进,生成GSConvns模块,将YOLOv5网络模型中部分卷积模块替换为GSConvns模块;

基于GSConvns模块构造VOV‑GSCSP模块替换YOLOv5网络模型颈部网络中的C3模块;

对轻量化设计后的YOLOv5模型进行模型通道剪枝;

对剪枝后的模型进行微调操作,弥补剪枝操作对模型造成的性能损失;

所述GSConvns模块的构成方法为:

将GSConv模块两次卷积的输出结果进行拼接后,使用一个卷积模块和激活函数替换GSConv模块中的混洗操作,构成GSConvns模块,同时添加卷积层和激活函数。

2.根据权利要求1所述的一种基于YOLOv5网络模型的图像优化方法,其特征在于:对原始YOLOv5网络模型的主干网络部分进行轻量化改进包括:采用FasterNet网络中的FasterNet Block替换C3模块中的影响整体模型计算量与参数量的Bottleneck模块,形成C3‑faster模块。

3.根据权利要求2所述的一种基于YOLOv5网络模型的图像优化方法,其特征在于:所述FasterNet Block由一个部分卷积层(PConv)和两个1×1卷积层组成,其中部分卷积层(PConv)仅对部分输入通道进行常规卷积。

4.根据权利要求1所述的一种基于YOLOv5网络模型的图像优化方法,其特征在于:对轻量化设计后的YOLOv5模型进行模型通道剪枝进一步包括:首先对整体模型进行稀疏训练,对不同的通道进行区分以便识别出冗余通道;

对网络模型中卷积模块中的BN层引入缩放因子,每个通道的输出与通道因子呈正相关,通过缩放因子的大小进行通道识别筛选;

使BN层部分通道的缩放因子趋于零,并对趋于零的通道进行剪枝操作。

5.根据权利要求4所述的一种基于YOLOv5网络模型的图像优化方法,其特征在于:所述BN层的迭代过程包括如下公式:其中μB和σB为对输入求得的均值和标准差,m为当前的mini‑batch大小,ε是防止标准差为零,加入的正则化参数,进行归一化处理得到 对输入进行重构得到Zout,β为偏置项,γ为BN层引入的缩放因子,每个通道的输出与缩放因子正相关,因此可以通过缩放因子的大小进行通道识别筛选。

6.一种基于YOLOv5网络模型的图像优化系统,其特征在于:该系统包括:图像接收模块,用于接收来自采集设备所采集的第一图像集,该第一图像集包括至少三种类型的驾驶员表情图片;

预处理模块,用于对第一图像集进行预处理,并将预处理后的图像制作为标准数据集,该标准数据集包括训练集、验证集和测试集;

训练模块,用于采用原始YOLOv5网络模型对标准数据集进行训练,并在训练过程中调整训练参数以提高训练效果;

网络结构分析模块,用于分析网络结构,对原始YOLOv5网络模型的主干网络部分进行轻量化改进;

该系统还包括:

模型改进模块,用于引进GSConv模块,并对GSConv模块进行改进,生成GSConvns模块,将YOLOv5网络模型中部分卷积模块替换为GSConvns模块;

替换模块,用于基于GSConvns模块构造VOV‑GSCSP模块替换YOLOv5网络模型颈部网络中的C3模块;

通道剪枝模块,用于对轻量化设计后的YOLOv5模型进行模型通道剪枝;

微调模块,用于对剪枝后的模型进行微调操作,弥补剪枝操作对模型造成的性能损失;

所述GSConvns模块的构成方法为:

将GSConv模块两次卷积的输出结果进行拼接后,使用一个卷积模块和激活函数替换GSConv模块中的混洗操作,构成GSConvns模块,同时添加卷积层和激活函数。