如今,使用微创手术(MIS)进行了更多的手术程序。这是由于其许多好处,例如最小的术后问题,较少的出血,较小的疤痕和快速的康复。但是,MIS的视野,小手术室和对操作场景的间接查看可能导致手术工具发生冲突并可能损害人体器官或组织。因此,通过使用内窥镜视频饲料实时检测和监视手术仪器,可以大大减少MIS问题,并且可以提高手术程序的准确性和成功率。在本文中,研究,分析和评估了对Yolov5对象检测器的一系列改进,以增强手术仪器的检测。在此过程中,我们进行了基于性能的消融研究,探索了改变Yolov5模型的骨干,颈部和锚固结构元素的影响,并注释了独特的内窥镜数据集。此外,我们将消融研究的有效性与其他四个SOTA对象探测器(Yolov7,Yolor,Scaled-Yolov4和Yolov3-SPP)进行了比较。除了Yolov3-SPP(在MAP中具有98.3%的模型性能和相似的推理速度)外,我们的所有基准模型(包括原始的Yolov5)在使用新的内窥镜数据集的实验中超过了我们的顶级精制模型。
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遵循机器视觉系统在线自动化质量控制和检查过程的成功之后,这项工作中为两个不同的特定应用提供了一种对象识别解决方案,即,在医院准备在医院进行消毒的手术工具箱中检测质量控制项目,以及检测血管船体中的缺陷,以防止潜在的结构故障。该解决方案有两个阶段。首先,基于单镜头多伯克斯检测器(SSD)的特征金字塔体系结构用于改善检测性能,并采用基于地面真实的统计分析来选择一系列默认框的参数。其次,利用轻量级神经网络使用回归方法来实现定向检测结果。该方法的第一阶段能够检测两种情况下考虑的小目标。在第二阶段,尽管很简单,但在保持较高的运行效率的同时,检测细长目标是有效的。
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自动检测武器对于改善个人的安全性和福祉是重要的,仍然是由于各种尺寸,武器形状和外观,这是一项艰巨的任务。查看点变化和遮挡也是使这项任务更加困难的原因。此外,目前的物体检测算法处理矩形区域,但是一个细长和长的步枪可以真正地覆盖区域的一部分区域,其余部分可能包含未经紧的细节。为了克服这些问题,我们提出了一种用于定向意识武器检测的CNN架构,其提供具有改进的武器检测性能的面向边界框。所提出的模型不仅通过将角度作为分类问题的角度分成8个类而且提供方向,而是作为回归问题。对于培训我们的武器检测模型,包括总6400件武器图像的新数据集从网上收集,然后用面向定向的边界框手动注释。我们的数据集不仅提供导向的边界框作为地面真相,还提供了水平边界框。我们还以多种现代对象探测器提供我们的数据集,用于在该领域进一步研究。所提出的模型在该数据集上进行评估,并且与搁板对象检测器的比较分析产生了卓越的拟议模型的性能,以标准评估策略测量。数据集和模型实现在此链接上公开可用:https://bit.ly/2tyzicf。
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Due to object detection's close relationship with video analysis and image understanding, it has attracted much research attention in recent years. Traditional object detection methods are built on handcrafted features and shallow trainable architectures. Their performance easily stagnates by constructing complex ensembles which combine multiple low-level image features with high-level context from object detectors and scene classifiers. With the rapid development in deep learning, more powerful tools, which are able to learn semantic, high-level, deeper features, are introduced to address the problems existing in traditional architectures. These models behave differently in network architecture, training strategy and optimization function, etc. In this paper, we provide a review on deep learning based object detection frameworks. Our review begins with a brief introduction on the history of deep learning and its representative tool, namely Convolutional Neural Network (CNN). Then we focus on typical generic object detection architectures along with some modifications and useful tricks to improve detection performance further. As distinct specific detection tasks exhibit different characteristics, we also briefly survey several specific tasks, including salient object detection, face detection and pedestrian detection. Experimental analyses are also provided to compare various methods and draw some meaningful conclusions. Finally, several promising directions and tasks are provided to serve as guidelines for future work in both object detection and relevant neural network based learning systems.
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从汽车和交通检测到自动驾驶汽车系统,可以将街道对象的对象检测应用于各种用例。因此,找到最佳的对象检测算法对于有效应用它至关重要。已经发布了许多对象检测算法,许多对象检测算法比较了对象检测算法,但是很少有人比较了最新的算法,例如Yolov5,主要是侧重于街道级对象。本文比较了各种单阶段探测器算法; SSD MobilenetV2 FPN-Lite 320x320,Yolov3,Yolov4,Yolov5L和Yolov5S在实时图像中用于街道级对象检测。该实验利用了带有3,169张图像的修改后的自动驾驶汽车数据集。数据集分为火车,验证和测试;然后,使用重新处理,色相转移和噪音对其进行预处理和增强。然后对每种算法进行训练和评估。基于实验,算法根据推论时间及其精度,召回,F1得分和平均平均精度(MAP)产生了不错的结果。结果还表明,Yolov5L的映射@.5 of 0.593,MobileNetV2 FPN-Lite的推理时间最快,而其他推理时间仅为3.20ms。还发现Yolov5s是最有效的,其具有Yolov5L精度和速度几乎与MobilenetV2 FPN-Lite一样快。这表明各种算法适用于街道级对象检测,并且足够可行,可以用于自动驾驶汽车。
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The 1$^{\text{st}}$ Workshop on Maritime Computer Vision (MaCVi) 2023 focused on maritime computer vision for Unmanned Aerial Vehicles (UAV) and Unmanned Surface Vehicle (USV), and organized several subchallenges in this domain: (i) UAV-based Maritime Object Detection, (ii) UAV-based Maritime Object Tracking, (iii) USV-based Maritime Obstacle Segmentation and (iv) USV-based Maritime Obstacle Detection. The subchallenges were based on the SeaDronesSee and MODS benchmarks. This report summarizes the main findings of the individual subchallenges and introduces a new benchmark, called SeaDronesSee Object Detection v2, which extends the previous benchmark by including more classes and footage. We provide statistical and qualitative analyses, and assess trends in the best-performing methodologies of over 130 submissions. The methods are summarized in the appendix. The datasets, evaluation code and the leaderboard are publicly available at https://seadronessee.cs.uni-tuebingen.de/macvi.
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X-ray imaging technology has been used for decades in clinical tasks to reveal the internal condition of different organs, and in recent years, it has become more common in other areas such as industry, security, and geography. The recent development of computer vision and machine learning techniques has also made it easier to automatically process X-ray images and several machine learning-based object (anomaly) detection, classification, and segmentation methods have been recently employed in X-ray image analysis. Due to the high potential of deep learning in related image processing applications, it has been used in most of the studies. This survey reviews the recent research on using computer vision and machine learning for X-ray analysis in industrial production and security applications and covers the applications, techniques, evaluation metrics, datasets, and performance comparison of those techniques on publicly available datasets. We also highlight some drawbacks in the published research and give recommendations for future research in computer vision-based X-ray analysis.
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我们提出了一种新的四管齐下的方法,在文献中首次建立消防员的情境意识。我们构建了一系列深度学习框架,彼此之叠,以提高消防员在紧急首次响应设置中进行的救援任务的安全性,效率和成功完成。首先,我们使用深度卷积神经网络(CNN)系统,以实时地分类和识别来自热图像的感兴趣对象。接下来,我们将此CNN框架扩展了对象检测,跟踪,分割与掩码RCNN框架,以及具有多模级自然语言处理(NLP)框架的场景描述。第三,我们建立了一个深入的Q学习的代理,免受压力引起的迷失方向和焦虑,能够根据现场消防环境中观察和存储的事实来制定明确的导航决策。最后,我们使用了一种低计算无监督的学习技术,称为张量分解,在实时对异常检测进行有意义的特征提取。通过这些临时深度学习结构,我们建立了人工智能系统的骨干,用于消防员的情境意识。要将设计的系统带入消防员的使用,我们设计了一种物理结构,其中处理后的结果被用作创建增强现实的投入,这是一个能够建议他们所在地的消防员和周围的关键特征,这对救援操作至关重要在手头,以及路径规划功能,充当虚拟指南,以帮助迷彩的第一个响应者恢复安全。当组合时,这四种方法呈现了一种新颖的信息理解,转移和综合方法,这可能会大大提高消防员响应和功效,并降低寿命损失。
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3D object detection from LiDAR point cloud is a challenging problem in 3D scene understanding and has many practical applications. In this paper, we extend our preliminary work PointRCNN to a novel and strong point-cloud-based 3D object detection framework, the part-aware and aggregation neural network (Part-A 2 net). The whole framework consists of the part-aware stage and the part-aggregation stage. Firstly, the part-aware stage for the first time fully utilizes free-of-charge part supervisions derived from 3D ground-truth boxes to simultaneously predict high quality 3D proposals and accurate intra-object part locations. The predicted intra-object part locations within the same proposal are grouped by our new-designed RoI-aware point cloud pooling module, which results in an effective representation to encode the geometry-specific features of each 3D proposal. Then the part-aggregation stage learns to re-score the box and refine the box location by exploring the spatial relationship of the pooled intra-object part locations. Extensive experiments are conducted to demonstrate the performance improvements from each component of our proposed framework. Our Part-A 2 net outperforms all existing 3D detection methods and achieves new state-of-the-art on KITTI 3D object detection dataset by utilizing only the LiDAR point cloud data. Code is available at https://github.com/sshaoshuai/PointCloudDet3D.
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由于缺乏自动注释系统,大多数发展城市的城市机构都是数字未标记的。因此,在此类城市中,位置和轨迹服务(例如Google Maps,Uber等)仍然不足。自然场景图像中的准确招牌检测是从此类城市街道检索无错误的信息的最重要任务。然而,开发准确的招牌本地化系统仍然是尚未解决的挑战,因为它的外观包括文本图像和令人困惑的背景。我们提出了一种新型的对象检测方法,该方法可以自动检测招牌,适合此类城市。我们通过合并两种专业预处理方法和一种运行时效高参数值选择算法来使用更快的基于R-CNN的定位。我们采用了一种增量方法,通过使用我们构造的SVSO(Street View Signboard对象)签名板数据集,通过详细评估和与基线进行比较,以达到最终提出的方法,这些方法包含六个发展中国家的自然场景图像。我们在SVSO数据集和Open Image数据集上展示了我们提出的方法的最新性能。我们提出的方法可以准确地检测招牌(即使图像包含多种形状和颜色的多种嘈杂背景的招牌)在SVSO独立测试集上达到0.90 MAP(平均平均精度)得分。我们的实施可在以下网址获得:https://github.com/sadrultoaha/signboard-detection
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物体检测在计算机视觉中取得了巨大的进步。具有外观降级的小物体检测是一个突出的挑战,特别是对于鸟瞰观察。为了收集足够的阳性/阴性样本进行启发式训练,大多数物体探测器预设区域锚,以便将交叉联盟(iou)计算在地面判处符号数据上。在这种情况下,小物体经常被遗弃或误标定。在本文中,我们提出了一种有效的动态增强锚(DEA)网络,用于构建新颖的训练样本发生器。与其他最先进的技术不同,所提出的网络利用样品鉴别器来实现基于锚的单元和无锚单元之间的交互式样本筛选,以产生符合资格的样本。此外,通过基于保守的基于锚的推理方案的多任务联合训练增强了所提出的模型的性能,同时降低计算复杂性。所提出的方案支持定向和水平对象检测任务。对两个具有挑战性的空中基准(即,DotA和HRSC2016)的广泛实验表明,我们的方法以适度推理速度和用于训练的计算开销的准确性实现最先进的性能。在DotA上,我们的DEA-NET与ROI变压器的基线集成了0.40%平均平均精度(MAP)的先进方法,以便用较弱的骨干网(Resnet-101 VS Resnet-152)和3.08%平均 - 平均精度(MAP),具有相同骨干网的水平对象检测。此外,我们的DEA网与重新排列的基线一体化实现最先进的性能80.37%。在HRSC2016上,它仅使用3个水平锚点超过1.1%的最佳型号。
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视频分析的图像分割在不同的研究领域起着重要作用,例如智能城市,医疗保健,计算机视觉和地球科学以及遥感应用。在这方面,最近致力于发展新的细分策略;最新的杰出成就之一是Panoptic细分。后者是由语义和实例分割的融合引起的。明确地,目前正在研究Panoptic细分,以帮助获得更多对视频监控,人群计数,自主驾驶,医学图像分析的图像场景的更细致的知识,以及一般对场景更深入的了解。为此,我们介绍了本文的首次全面审查现有的Panoptic分段方法,以获得作者的知识。因此,基于所采用的算法,应用场景和主要目标的性质,执行现有的Panoptic技术的明确定义分类。此外,讨论了使用伪标签注释新数据集的Panoptic分割。继续前进,进行消融研究,以了解不同观点的Panoptic方法。此外,讨论了适合于Panoptic分割的评估度量,并提供了现有解决方案性能的比较,以告知最先进的并识别其局限性和优势。最后,目前对主题技术面临的挑战和吸引不久的将来吸引相当兴趣的未来趋势,可以成为即将到来的研究研究的起点。提供代码的文件可用于:https://github.com/elharroussomar/awesome-panoptic-egation
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深神网络的对象探测器正在不断发展,并用于多种应用程序,每个应用程序都有自己的要求集。尽管关键安全应用需要高准确性和可靠性,但低延迟任务需要资源和节能网络。不断提出了实时探测器,在高影响现实世界中是必需的,但是它们过分强调了准确性和速度的提高,而其他功能(例如多功能性,鲁棒性,资源和能源效率)则被省略。现有网络的参考基准不存在,设计新网络的标准评估指南也不存在,从而导致比较模棱两可和不一致的比较。因此,我们对广泛的数据集进行了多个实时探测器(基于锚点,关键器和变压器)的全面研究,并报告了一系列广泛指标的结果。我们还研究了变量,例如图像大小,锚固尺寸,置信阈值和架构层对整体性能的影响。我们分析了检测网络的鲁棒性,以防止分配变化,自然腐败和对抗性攻击。此外,我们提供了校准分析来评估预测的可靠性。最后,为了强调现实世界的影响,我们对自动驾驶和医疗保健应用进行了两个独特的案例研究。为了进一步衡量关键实时应用程序中网络的能力,我们报告了在Edge设备上部署检测网络后的性能。我们广泛的实证研究可以作为工业界对现有网络做出明智选择的指南。我们还希望激发研究社区的设计和评估网络的新方向,该网络着重于更大而整体的概述,以实现深远的影响。
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在鸟眼中学习强大的表现(BEV),以进行感知任务,这是趋势和吸引行业和学术界的广泛关注。大多数自动驾驶算法的常规方法在正面或透视视图中执行检测,细分,跟踪等。随着传感器配置变得越来越复杂,从不同的传感器中集成了多源信息,并在统一视图中代表功能至关重要。 BEV感知继承了几个优势,因为代表BEV中的周围场景是直观和融合友好的。对于BEV中的代表对象,对于随后的模块,如计划和/或控制是最可取的。 BEV感知的核心问题在于(a)如何通过从透视视图到BEV来通过视图转换来重建丢失的3D信息; (b)如何在BEV网格中获取地面真理注释; (c)如何制定管道以合并来自不同来源和视图的特征; (d)如何适应和概括算法作为传感器配置在不同情况下各不相同。在这项调查中,我们回顾了有关BEV感知的最新工作,并对不同解决方案进行了深入的分析。此外,还描述了该行业的BEV方法的几种系统设计。此外,我们推出了一套完整的实用指南,以提高BEV感知任务的性能,包括相机,激光雷达和融合输入。最后,我们指出了该领域的未来研究指示。我们希望该报告能阐明社区,并鼓励对BEV感知的更多研究。我们保留一个活跃的存储库来收集最新的工作,并在https://github.com/openperceptionx/bevperception-survey-recipe上提供一包技巧的工具箱。
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本文提出了平行残留的双融合特征金字塔网络(PRB-FPN),以快速准确地单光对象检测。特征金字塔(FP)在最近的视觉检测中被广泛使用,但是由于汇总转换,FP的自上而下的途径无法保留准确的定位。随着使用更多层的更深骨干,FP的优势被削弱了。此外,它不能同时准确地检测到小物体。为了解决这些问题,我们提出了一种新的并行FP结构,具有双向(自上而下和自下而上)的融合以及相关的改进,以保留高质量的特征以进行准确定位。我们提供以下设计改进:(1)具有自下而上的融合模块(BFM)的平行分歧FP结构,以高精度立即检测小物体和大对象。 (2)串联和重组(CORE)模块为特征融合提供了自下而上的途径,该途径导致双向融合FP,可以从低层特征图中恢复丢失的信息。 (3)进一步纯化核心功能以保留更丰富的上下文信息。自上而下和自下而上的途径中的这种核心净化只能在几次迭代中完成。 (4)将残留设计添加到核心中,导致了一个新的重核模块,该模块可以轻松训练和集成,并具有更深入或更轻的骨架。所提出的网络可在UAVDT17和MS COCO数据集上实现最新性能。代码可在https://github.com/pingyang1117/prbnet_pytorch上找到。
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精确的仪器分割辅助外科医生更容易导航身体并提高患者安全性。虽然在实时的准确跟踪外科手术仪器在微创的计算机辅助手术中起着至关重要的作用,但这是一个具有挑战性的任务,主要是由于1个复杂的外科环境和2)模型设计,具有最佳的精度和速度。深度学习使我们有机会从大型手术场景环境和在现实世界的情景中学习复杂的环境和这些仪器的展示位置。稳健的医疗仪器分割2019挑战(鲁棒MIS)在不同的临床环境中提供了超过10,000帧的手术工具。在本文中,我们使用轻量级单级实例分段模型,辅助卷积块注意模块,用于实现更快和准确的推理。我们通过数据增强和最佳锚定本地化策略进一步提高了准确性。据我们所知,这是第一个明确关注实时性能和提高准确性的工作。我们在强大的策略中进行了彻底的最高团队表演,对基于区域的公制MI_DSC和距离的公制MI_DSD有超过44%。我们还展示了我们最终方法的不同但竞争变种的实时性能(> 60帧框架)。
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面部检测是为了在图像中搜索面部的所有可能区域,并且如果有任何情况,则定位面部。包括面部识别,面部表情识别,面部跟踪和头部姿势估计的许多应用假设面部的位置和尺寸在图像中是已知的。近几十年来,研究人员从Viola-Jones脸上检测器创造了许多典型和有效的面部探测器到当前的基于CNN的CNN。然而,随着图像和视频的巨大增加,具有面部刻度的变化,外观,表达,遮挡和姿势,传统的面部探测器被挑战来检测野外面孔的各种“脸部。深度学习技术的出现带来了非凡的检测突破,以及计算的价格相当大的价格。本文介绍了代表性的深度学习的方法,并在准确性和效率方面提出了深度和全面的分析。我们进一步比较并讨论了流行的并挑战数据集及其评估指标。进行了几种成功的基于深度学习的面部探测器的全面比较,以使用两个度量来揭示其效率:拖鞋和延迟。本文可以指导为不同应用选择合适的面部探测器,也可以开发更高效和准确的探测器。
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现在,诸如无人机之类的无人机,从捕获和目标检测的各种目的中,从Ariel Imagery等捕获和目标检测的各种目的很大使用。轻松进入这些小的Ariel车辆到公众可能导致严重的安全威胁。例如,可以通过使用无人机在公共公共场合中混合的间谍来监视关键位置。在手中研究提出了一种改进和高效的深度学习自治系统,可以以极大的精度检测和跟踪非常小的无人机。建议的系统由自定义深度学习模型Tiny Yolov3组成,其中一个非常快速的物体检测模型的口味之一,您只能构建并用于检测一次(YOLO)。物体检测算法将有效地检测无人机。与以前的Yolo版本相比,拟议的架构表现出显着更好的性能。在资源使用和时间复杂性方面观察到改进。使用召回和精度分别为93%和91%的测量来测量性能。
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Image segmentation is a key topic in image processing and computer vision with applications such as scene understanding, medical image analysis, robotic perception, video surveillance, augmented reality, and image compression, among many others. Various algorithms for image segmentation have been developed in the literature. Recently, due to the success of deep learning models in a wide range of vision applications, there has been a substantial amount of works aimed at developing image segmentation approaches using deep learning models. In this survey, we provide a comprehensive review of the literature at the time of this writing, covering a broad spectrum of pioneering works for semantic and instance-level segmentation, including fully convolutional pixel-labeling networks, encoder-decoder architectures, multi-scale and pyramid based approaches, recurrent networks, visual attention models, and generative models in adversarial settings. We investigate the similarity, strengths and challenges of these deep learning models, examine the most widely used datasets, report performances, and discuss promising future research directions in this area.
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Single-frame InfraRed Small Target (SIRST) detection has been a challenging task due to a lack of inherent characteristics, imprecise bounding box regression, a scarcity of real-world datasets, and sensitive localization evaluation. In this paper, we propose a comprehensive solution to these challenges. First, we find that the existing anchor-free label assignment method is prone to mislabeling small targets as background, leading to their omission by detectors. To overcome this issue, we propose an all-scale pseudo-box-based label assignment scheme that relaxes the constraints on scale and decouples the spatial assignment from the size of the ground-truth target. Second, motivated by the structured prior of feature pyramids, we introduce the one-stage cascade refinement network (OSCAR), which uses the high-level head as soft proposals for the low-level refinement head. This allows OSCAR to process the same target in a cascade coarse-to-fine manner. Finally, we present a new research benchmark for infrared small target detection, consisting of the SIRST-V2 dataset of real-world, high-resolution single-frame targets, the normalized contrast evaluation metric, and the DeepInfrared toolkit for detection. We conduct extensive ablation studies to evaluate the components of OSCAR and compare its performance to state-of-the-art model-driven and data-driven methods on the SIRST-V2 benchmark. Our results demonstrate that a top-down cascade refinement framework can improve the accuracy of infrared small target detection without sacrificing efficiency. The DeepInfrared toolkit, dataset, and trained models are available at https://github.com/YimianDai/open-deepinfrared to advance further research in this field.
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