一种面向目标检测的遗传架构搜索算法

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qt393761474
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目标检测算法是同时解决分类和计数问题的典型深度学习研究分支,在视觉领域中有广泛的应用。但是由于检测模型相对复杂,数据不平衡问题严重,调参范围广等原因,使得其落地周期长,模型准确性差,推理计算量大,从而难以达到工程标准。为了让不同领域的专家在不了解检测算法原理的前提下,只通过构建行业内数据集,无需建模,就可以获得最佳模型。目前自动化机器学习在图像分类领域表现出良好的性能,本文将自动建模的思想应用到检测问题中,分析并拆解检测模型的神经架构,设置组件的架构参数域和超参数域,构建多目标组合遗传优化算法,逐代搜索并保存精度和速度均较高的帕累托前沿个体,从而对差异化数据集自适应调整最优架构。本文主要的研究内容及结论如下:(1)分析了目标检测的数据集架构,阐述了不同架构的优势和适用场景。从计算图的角度,结合反向传播的数据流特性,介绍了目标检测算法的基础优化理论和高效的计算模式。研究了检测模型的架构特性,将其分为特征提取和检测器两个模块,对于特征提取模块,详细研究了高效的特征提取节点及其解决的训练问题;对于检测器模块,统一了基于锚点和基于关键点的算法架构,总结了影响检测精度和速度的不平衡问题及解决方案。(2)根据计算节点的相似性,将特征提取和检测器两个模块细分为非对称的节点组件,保证了组件间的隔离性和组件内的接口统一性,覆盖了数据的参数量匹配问题和不平衡问题。在高效的算子集合中分析了不同的参数设置,借助迁移学习的训练经验,构建了一个平衡的参数空间。依据检测模型的架构特征,提出了一个与检测问题适配的遗传架构搜索算法。通过创建多叉树生成了差异性个体,以种群中算子的统计分布作为变异的候选依据。以平均精度和数据推理时间作为优化目标,构建了不同的非支配个体层,证明了将父代和变异子代的排序和筛选结果成为下一代种群的优越性。(3)建立了搜索算法的精度和速度评价指标,对标准数据数据集进行了搜索实验,搜索5代后获得的帕累托个体,比手工最优模型精度高4.2%,验证了遗传架构搜索算法的合理性和鲁棒性。在实际的工业数据集上,通过架构搜索也获得了比已有模型性能更好的检测网络,并从时间-精度图中总结了数据不均衡的原因,证明了自动化机器学习可以应用于实际的检测任务。
其他文献
农业是巴西经济的重要基础,对巴西的贸易顺差作出了重大贡献。中国作为巴西的主要贸易伙伴,受近年来中美贸易摩擦和新冠疫情的影响,中国对巴西农产品表现出明显的偏好。文章以大豆为代表性农产品,使用随机前沿分析法(SFA),对巴西等国对中国大豆出口潜力进行研究,提出利于巴西同中国进行大豆出口贸易的对策建议。
期刊
随着海洋石油与天然气开采活动的不断增加,海底管道的铺设规模越来越大,随之而来的是海底管道事故的频繁发生。定期对海底管道进行缺陷检测才能确保其长期安全运行。对海底管道地理坐标进行精确测量是定位和处置缺陷的前提。课题组研制了一种球形内检测器用于管道泄漏检测,具有实施便捷、不易卡堵、检测参数丰富等优势。本文基于该内检测器开展海底管道地理坐标精确测量的关键技术进行研究,主要工作如下:(1)研究了磁力仪阵列
学位
随着我国高端制造业的快速发展,各种复杂异形工业零件的出现对工件的尺寸测量提出了更高的要求,因此改进现有尺寸测量技术以提高异形工件尺寸测量的精度和效率具有重要的意义。本文基于视觉测量原理,对特定异形工件的轴向和径向尺寸测量方法进行研究,围绕视觉标定、分离尺寸要素坐标全局统一、亚像素角点检测、图像分割和特征提取等关键技术,研究了一种多路远心的尺寸间接测量方法并基于该方法构建了快速多通道光电触发测量系统
学位
期刊
期刊
金属和复合板材在航空航天、国防军工等领域应用广泛,损伤的出现却对结构的工作安全构成了威胁,非接触式超声检测技术是及时发现损伤的有效手段。其中,空气耦合超声技术可灵活激励特定模态Lamb波,实现长距离且高灵敏度的检测;激光测振技术能获取结构表面振动情况,实现高空间分辨率的全波场数据探测。为充分发挥两种方法的优势,本文研究了一种集成空耦超声激励和激光多普勒测振的非接触式Lamb波板材损伤检测系统。以金
学位
太赫兹频谱作为一种新型的光谱技术,提供了丰富的非共价相互作用信息,在固体样品检测中表现出“指纹谱”特性,具有诱人的应用前景。但对于由多种成分混合形成的复杂固体样品,多种集体振动模式的叠加掩盖了太赫兹特征吸收;无法直接建立太赫兹频谱差异与样品成分的对应关系,成为了制约太赫兹频谱技术在复杂固体样品检测应用中的瓶颈问题。近年来,尽管结合机器学习模型的太赫兹频谱特征提取方法受到广泛关注,并取得一系列成果,
学位
介绍了某石化公司3#常减压蒸馏装置常压塔顶的铵盐结晶腐蚀情况,分析常减压装置铵盐结晶的原因,并建立了常压塔顶铵盐结晶模型,根据模型计算出塔顶水的露点和铵盐结晶点,制定减缓常压塔顶铵盐结晶的措施,实施应用效果明显。
期刊
随着纳米材料和制造工艺的发展,复合纳米薄膜在半导体、显示器件、光伏设备等高端工业领域展现出巨大的应用前景。通常,复合纳米薄膜不仅具有多层纳米级厚度的结构,还在横向上呈现出微米量级的图形结构,这使得对其精确表征充满挑战。围绕这一问题,本文提出了基于显微式差分反射光谱(M-DRS)技术的测量方法,设计开发了试验样机,并对多种类型薄膜材料展开测试分析,实现了微区域复合纳米薄膜各层厚度的高精度快速成像式测
学位
自石墨烯发现至今,纳米级厚度的二维层状材料在下一代电子学和光电子学领域受到了广泛关注。少层二硒化钨(WSe2)作为过渡金属双硫族二维层状化合物的一员,在电子能谷调控、光-电子相互作用等方面展现出了诸多新奇的物理特性。研究并应用这些性质需要制备具有可靠电学连接的纳米级器件。然而常规的金属电极制备纳米器件的方法,存在着界面缺陷多、接触势垒大等问题,导致器件无法呈现出材料的本征物理性质。针对这一问题,本
学位