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MeterReader++:基于视觉语言大模型的指针表计识读框架及应用
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作者 王昌鹏 闫云凤 +2 位作者 齐冬莲 沈潇军 储海东 《高电压技术》 北大核心 2025年第4期1773-1784,共12页
指针式表计识读是工业数智化的关键任务,当前主要依赖目标检测、关键点定位等传统识别算法,存在低泛化性、强数据依赖等瓶颈。该文通过视觉语言大模型模拟人类认知识读过程,提出一种通用的指针表计识读框架:1)为突破数据依赖瓶颈,构建... 指针式表计识读是工业数智化的关键任务,当前主要依赖目标检测、关键点定位等传统识别算法,存在低泛化性、强数据依赖等瓶颈。该文通过视觉语言大模型模拟人类认知识读过程,提出一种通用的指针表计识读框架:1)为突破数据依赖瓶颈,构建工业场景下的识读多模态数据合成管道,可自动生成20000条以上问答对;2)为克服大模型“幻觉”瓶颈,使用DeepSeek-R1模拟人类认知识读,解耦表计语义理解和识读推理过程,平均参考误差比基础模型Qwen2.5-VL降低10%;3)为提升泛化性,设计基于广义策略优化的容差自适应强化学习优化方法,将绝对精度约束转化为可学习容忍区间以增强分布外数据(out-of-distribution data,OOD)泛化,在OOD测试中,该文方法识读误差降到2%。实验表明,该文所提框架在模拟工业表计测试集的平均参考误差为1.2%,在公开真实表计测试集达到3.16%,超越QWen2.5-VL-72B和GPT4o等先进大模型。该文研究为视觉语言大模型在精细化视觉理解和推理计算任务的落地应用,提供了思路参考。 展开更多
关键词 指针式表计识读 视觉语言模型 深度学习 强化学习 课程学习
原文传递
基于元学习的小样本指针式仪表检测方法
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作者 孙前来 林绍杭 +3 位作者 刘东峰 宋晓阳 刘佳耀 刘瑞珍 《图学学报》 北大核心 2025年第1期81-93,共13页
仪表定位精度是保证指针式仪表示数准确识别的前提。复杂工业场景下仪表样本难以采集,小样本情况下,现有指针式仪表定位检测方法存在检测精度低、实时性差的问题。为此,提出了基于元学习的小样本指针式仪表检测方法Sparse-Meta-DETR。并... 仪表定位精度是保证指针式仪表示数准确识别的前提。复杂工业场景下仪表样本难以采集,小样本情况下,现有指针式仪表定位检测方法存在检测精度低、实时性差的问题。为此,提出了基于元学习的小样本指针式仪表检测方法Sparse-Meta-DETR。并以Meta-DETR为目标检测基线模型,采用元学习训练策略,在元训练阶段构建多个小样本任务训练Sparse-Meta-DETR模型,增强特征相关聚合模块对特征空间中支持集和查询集类别的余弦距离的度量能力,使模型能够在元测试阶段小样本任务中识别图像包含的类别,快速适应新类小样本任务,检测复杂工业场景图像中包含的指针式仪表;引入轻量级主干网络Efficientnet b1作为特征提取器,减少模型的计算复杂度和参数量;设计评分网络对查询特征稀疏采样,构建稀疏化遮罩选取前景特征,引导Transformer编/解码器对前景特征进行处理,进一步减少计算量并提高检测精度。使用Sparse-Meta-DETR模型,20-shot时指针式仪表定位检测精度指标AP^(50)和AP^(75)分别达到了94.2%和87.5%,10-shot时的AP^(50)达到了91.1%;相较于最初的基线模型,改进模型的时间复杂度下降了74.5%。实验结果表明,Sparse-Meta-DETR不仅能够保证样本匮乏时仪表定位的精度,还可以有效地提高仪表定位的实时性,其整体性能优于Meta-RCNN等小样本深度学习算法。 展开更多
关键词 指针式仪表 元学习 小样本 目标检测 稀疏采样
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基于深度学习的指针式仪表自动读数与读数校正方法
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作者 朱均超 张明惠 +2 位作者 韩芳芳 王玉军 宋思源 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第7期50-56,共7页
为了实现不同量程指针式仪表的自动精准读数,文中提出了一种基于深度学习的指针式仪表自动读数与读数校正的方法。针对不同量程指针式仪表的自动读数,首先,采用YOLOv5模型和U-Net模型进行仪表的检测及指针与刻度线信息的分割;随后利用PP... 为了实现不同量程指针式仪表的自动精准读数,文中提出了一种基于深度学习的指针式仪表自动读数与读数校正的方法。针对不同量程指针式仪表的自动读数,首先,采用YOLOv5模型和U-Net模型进行仪表的检测及指针与刻度线信息的分割;随后利用PP-OCRv3模型读取量程信息,实现对不同量程的仪表信息提取;最后将读取的量程信息代入夹角占比公式计算出仪表读数。针对倾斜仪表读数不准确的问题,构建BP神经网络拟合出检测读数与实际读数的非线性映射关系,实现对不同倾斜角度的指针式仪表检测读数的校正。实验表明:该方法能够得出不同量程的精准读数,平均绝对百分比误差MAPE为2.6845%。 展开更多
关键词 指针式仪表 深度学习 BP神经网络 读数校正 自动读数 OCR模型
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基于深度学习的指针式机械水表读数识别算法 被引量:2
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作者 薛振豪 许书君 +5 位作者 周哲帆 王敏 文向 喻珺岩 郭玉彬 李西明 《软件导刊》 2025年第2期163-171,共9页
指针式机械水表主要依靠人工进行抄表和识别,存在耗时长、人工成本高、识别错误率高等缺点。近年来随着深度学习技术的发展,研究人员将其应用于水表读数识别方面。设计一套基于深度神经网络的指针式机械水表读数识别算法(PWMR-DL),可准... 指针式机械水表主要依靠人工进行抄表和识别,存在耗时长、人工成本高、识别错误率高等缺点。近年来随着深度学习技术的发展,研究人员将其应用于水表读数识别方面。设计一套基于深度神经网络的指针式机械水表读数识别算法(PWMR-DL),可准确地识别指针式机械水表的读数,并构建指针式机械水表数据集用于算法训练和测试。针对子表盘的检测和矫正,引入MaskRCNN模型实现表盘定位与分割,并设计了高效的矫正策略对各个子表盘进行旋转校正,以提升指针式机械水表图像在不同旋转角度下识别的鲁棒性,减少误差。在子表盘读数识别阶段,引入CA注意力机制改进EfficientNet模型,以提升读数识别的准确率,并通过增加分类维度到20类,细化了指针位置处于数字间隙时的判断精度。同时,结合子表盘读数序列相关性校正逻辑设计读数生成方法,有效减少了读数错误。实验结果表明,PWMR-DL算法在子表盘读数识别方面,与改进前的EfficientNet模型相比精度提升了约2.4%,而且经过优化的模型仅增加了少量参数,维持了其轻量级的特性。在低分辨率图像下,PWMR-DL算法的整体识别精度可达到96.8%。 展开更多
关键词 计算机视觉 EfficientNet 指针式水表 读数识别 CA注意力机制
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一种SF_(6)压力指针式仪表的定位识别方法
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作者 赵丽娜 赵丽娟 +2 位作者 宁子达 臧雨铼 徐志钮 《电测与仪表》 北大核心 2025年第2期210-216,共7页
针对表盘复杂、内部含有机械组件且仪表指针较短的SF_(6)压力指针式仪表,仍缺乏一种计算量小、适用于较差环境且兼具鲁棒性和准确性的仪表定位识别方法。为解决这一问题,基于二进制鲁棒不变尺度特征(binary robust invariant scalable k... 针对表盘复杂、内部含有机械组件且仪表指针较短的SF_(6)压力指针式仪表,仍缺乏一种计算量小、适用于较差环境且兼具鲁棒性和准确性的仪表定位识别方法。为解决这一问题,基于二进制鲁棒不变尺度特征(binary robust invariant scalable keypoints,BRISK)、FREAK(fast retina keypoint)特征检测技术与快速直线检测(line segment detector,LSD)算法,文中提出了一种SF_(6)压力指针式仪表的定位及指针读数识别方法。引入BRISK算法特征检测子与FREAK算法特征描述符,结合K最近邻算法(K-nearest neighbor,KNN)检测仪表表盘区域,并对表盘进行自动矫正;在运用图像滤波去噪、二值化、边缘检测等图像预处理方法的基础上,利用霍夫变换法确定仪表圆心,采用LSD直线检测算法结合简单约束完成指针线检测;最后利用角度法进行读数。通过大量SF_(6)压力指针式仪表图像的定位识别结果表明,文中定位识别方法在光线强度较强、表盘倾斜程度较大、表盘图像模糊等恶劣条件下仍具有很好的适应性,对SF_(6)压力指针式仪表的识别具有较高的准确性与实用性。 展开更多
关键词 SF_(6)压力指针式仪表 表盘定位 BRISK FREAK LSD
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面向指针式仪表读数的图像检测与识别方法研究进展 被引量:1
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作者 毛银杰 于广平 +1 位作者 郭清达 刘坚 《自动化与仪表》 2025年第2期6-9,38,共5页
随着工业领域智能化和自动化的发展,指针式仪表检测与读数识别成为了一个备受关注的研究领域,该文综述了近些年指针式仪表检测与读数识别方面的研究进展。首先,介绍了指针式仪表读数的作用及计算机视觉应用于指针式仪表读数识别方向。随... 随着工业领域智能化和自动化的发展,指针式仪表检测与读数识别成为了一个备受关注的研究领域,该文综述了近些年指针式仪表检测与读数识别方面的研究进展。首先,介绍了指针式仪表读数的作用及计算机视觉应用于指针式仪表读数识别方向。随后,总结了指针式仪表读数识别方法,详细地阐述了国外和国内学者的主要研究。进一步介绍了图像处理与深度学习相结合的5个步骤,即图像预处理、仪表盘检测、仪表指针与刻度检测、仪表盘数字检测与识别和仪表数值识别的研究现状与方法对比。绍了指针式仪表的检测与识别框架内容及技术;然后对指针式仪表的检测与识别框架内容及技术进行阐述与比较;最后对基于机器视觉的指针式仪表检测与识别进行了总结与展望。 展开更多
关键词 机器视觉 指针式仪表 图像处理 深度学习
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基于Faster R-CNN的指针式仪表表盘示数读取研究
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作者 马羚凯 莫淳惠 +1 位作者 刘建国 向贤兵 《重庆电力高等专科学校学报》 2025年第1期12-15,共4页
指针式仪表在各行各业都有广泛的使用,其读数大多采用人工,存在工作重复性较高、读数结果受主观因素和环境因素影响大等缺陷。利用指针式仪表图像数据,构建了基于Faster R-CNN目标检测模型的指针式仪表表盘示数读取模型。实验结果表明,... 指针式仪表在各行各业都有广泛的使用,其读数大多采用人工,存在工作重复性较高、读数结果受主观因素和环境因素影响大等缺陷。利用指针式仪表图像数据,构建了基于Faster R-CNN目标检测模型的指针式仪表表盘示数读取模型。实验结果表明,该模型在测试集数据上对表盘中单位、精度等级、示数等目标可以实现准确检测,且mAP@0.5达到了94.37%。 展开更多
关键词 指针式仪表 深度学习 目标检测
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基于SCANet的雨天指针式仪表读数识别
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作者 张淑敏 吐松江·卡日 +2 位作者 张紫薇 刘煜博 马小晶 《计算机工程与设计》 北大核心 2025年第6期1810-1817,共8页
针对雨天环境下指针式仪表图像识别精度差的问题,提出一种基于SCANet(spatial and channel attention network)的雨天环境下指针式仪表示数读取算法。SCANet在SPANet(spatial attentive network, SPANet)网络的基础上引入多尺度平滑扩... 针对雨天环境下指针式仪表图像识别精度差的问题,提出一种基于SCANet(spatial and channel attention network)的雨天环境下指针式仪表示数读取算法。SCANet在SPANet(spatial attentive network, SPANet)网络的基础上引入多尺度平滑扩张卷积模块,提取图像中不同形状和方向的雨纹特征;采用卷积块注意模块替换SPANet中的空间注意力机制,实现空间和通道的双维度特征提取;整合各阶段输出结果,利用门控网络进行通道调整得到无雨图像。去雨后的仪表图像送入仪表识别网络获取仪表示数。实验结果表明,指针式仪表识别的精确率、召回率、平均精度均值分别增加了5.5%、11.5%、12.8%。 展开更多
关键词 指针式仪表 读数识别 图片去雨 多尺度平滑扩张卷积 空间注意力网络 门控网络 空间和通道注意力网络
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基于坐标旋转及顺序预测的水表刻度检测方法
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作者 逯港 陈黎 《计算机与数字工程》 2025年第3期760-765,802,共7页
在针对基于指针方向和刻度定位的仪表读数识别的方法中,需要对刻度指向的数字进行检测识别;在许多场景中,仪表盘存在倾斜或者刻度数字被遮挡的情况。因此,论文设计了一种基于极坐标旋转及顺序预测定位的水表刻度数字检测方法,能够有效... 在针对基于指针方向和刻度定位的仪表读数识别的方法中,需要对刻度指向的数字进行检测识别;在许多场景中,仪表盘存在倾斜或者刻度数字被遮挡的情况。因此,论文设计了一种基于极坐标旋转及顺序预测定位的水表刻度数字检测方法,能够有效检测各种倾斜角度的刻度数字;针对表盘上刻度数字被遮挡的情况,论文基于顺序预测定位方法,能够在表盘上预测出被遮挡数字及其位置。实验结果表明,该方法应用在倾斜刻度数字的检测中,准确率达到99.8%,召回率达到100%,mAP@0.5达到99.5%,mAP@0.5:0.95为86.7%。 展开更多
关键词 指针式仪表 数字检测 顺序预测 极坐标旋转
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基于指针方向和刻度定位的仪表读数识别
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作者 邱慧敏 陈黎 《计算机与数字工程》 2025年第3期857-864,共8页
现有指针式仪表读数识别方法主要依赖于神经网络模型精度且对图像质量要求较高,为此结合指针和表盘特点,提出基于指针方向和刻度定位的仪表读数识别方法。使用深度卷积神经网络分割出指针区域和表盘区域;指针区域确定指针旋转中心和指... 现有指针式仪表读数识别方法主要依赖于神经网络模型精度且对图像质量要求较高,为此结合指针和表盘特点,提出基于指针方向和刻度定位的仪表读数识别方法。使用深度卷积神经网络分割出指针区域和表盘区域;指针区域确定指针旋转中心和指针方向点,得到指针的方向向量;指针旋转中心和表盘区域确定包含表盘的感兴趣区域,对其极坐标变换,灰度化、自适应阈值二值化后,用投影法统计刻度的像素值分布,确定刻度的位置,最后计算仪表读数。实验结果表明,相比于常规读数识别方法,指针的偏差角度显著降低45%,仪表读数的平均识别误差低至0.0717。 展开更多
关键词 指针式仪表 读数识别 图像分割 方向向量 刻度定位 极坐标变换
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基于传统图像处理的抗折射与遮挡干扰的指针式仪表读数识别方法
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作者 徐格非 张璐 +4 位作者 马鑫宇 赵晨 马明磊 朱泓霖 张嘉琪 《科学技术创新》 2025年第20期112-117,共6页
指针式仪表在工业监测中应用广泛,但液体折射、遮挡标签等干扰因素常导致图像识别误差增大。本文提出一种基于传统图像处理的鲁棒读数方法,流程包括表盘区域检测、刻度线提取与过滤、圆心交点拟合、指针线段合并及角度计算。为提高抗干... 指针式仪表在工业监测中应用广泛,但液体折射、遮挡标签等干扰因素常导致图像识别误差增大。本文提出一种基于传统图像处理的鲁棒读数方法,流程包括表盘区域检测、刻度线提取与过滤、圆心交点拟合、指针线段合并及角度计算。为提高抗干扰性,引入随机采样计算刻度线交点,并结合均值与标准差剔除异常交点,提升圆心估计准确度;同时基于几何一致性合并候选指针线段,增强指针检测稳定性。实验结果表明,该方法在存在折射、遮挡等复杂干扰场景下仍具有较高识别精度,适用于资源受限但对可靠性要求较高的工业场合。 展开更多
关键词 指针式仪表 图像处理 霍夫变换 指针线段合并 随机采样 离群点剔除
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基于改进U2-Net的指针式仪表读数识别方法
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作者 李丽 乔逸天 +2 位作者 黄小龙 谢维成 蒋文波 《现代电子技术》 北大核心 2025年第5期169-174,共6页
针对仪表表盘光照不均和几何失真影响仪表关键区域提取、读数识别准确率的问题,提出一种基于改进U2-Net的仪表校正与读数识别方法。首先通过加入坐标注意力机制的U2-Net模型识别并分割出仪表表盘区域,随后采用改进透视变换技术对表盘区... 针对仪表表盘光照不均和几何失真影响仪表关键区域提取、读数识别准确率的问题,提出一种基于改进U2-Net的仪表校正与读数识别方法。首先通过加入坐标注意力机制的U2-Net模型识别并分割出仪表表盘区域,随后采用改进透视变换技术对表盘区域进行几何校正,实现不同形状的仪表几何校正;再引入自适应MSRCR算法对表盘光照不均区域进行光照校正;最后,通过U2-Net对校正后的图像进行指针分割和关键刻度点分割,采用PCA拟合指针所在的直线,得到指针偏转角度并通过角度法计算准确读数。实验结果表明,该方法能够在光照不足或光照过强的情况下有效恢复仪表关键信息区域,并能够有效校正不同形状的倾斜仪表,提升了指针和刻度信息提取的准确度,且读数误差率低于0.89%。 展开更多
关键词 指针式仪表 光照校正 失真校正 U2-Net 仪表读数 MSRCR
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基于改进DeepLabV3+的指针式仪表智能识别方法设计 被引量:2
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作者 吕新荣 来宝 周珺 《电子设计工程》 2024年第23期145-149,154,共6页
针对现有仪表识别方法存在的诸如对表盘差异敏感、环境干扰严重以及图像质量依赖性强导致识别准确率不高的问题,提出了一种基于改进DeepLabV3+的指针式仪表智能识别算法。通过引入GhostNetV2作为主干网络进行特征提取,并添加注意力模块C... 针对现有仪表识别方法存在的诸如对表盘差异敏感、环境干扰严重以及图像质量依赖性强导致识别准确率不高的问题,提出了一种基于改进DeepLabV3+的指针式仪表智能识别算法。通过引入GhostNetV2作为主干网络进行特征提取,并添加注意力模块CBAM,有效提升了模型在仪表语义分割任务的精度;同时设计了多类仪表的示值识别算法,实现了对多类仪表的指针读数。通过在构建的指针式仪表识别数据集上对算法进行评估,结果表明,仪表智能识别算法能够适应多种仪表类型和复杂环境,识别准确率最高达99.67%,且改进的DeepLabV3+模型平均IoU达79.8%,性能优于原始模型,能够满足实际工业应用需求。 展开更多
关键词 指针式仪表 注意力机制 深度学习 自动识别
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基于SCC-YOLO的指针式仪表轻量化检测方法 被引量:1
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作者 任志玲 曹正言 任立然 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第9期39-47,52,共10页
针对指针式仪表检测模型结构复杂、占用内存量高、参数计算量大而导致的不易部署问题,提出一种基于YOLOv5的轻量化仪表目标检测网络SCC-YOLO。采用轻量化主干ShuffleBlock_lite结构重新设计网络主干,引入卷积核重构的深度可分离卷积,通... 针对指针式仪表检测模型结构复杂、占用内存量高、参数计算量大而导致的不易部署问题,提出一种基于YOLOv5的轻量化仪表目标检测网络SCC-YOLO。采用轻量化主干ShuffleBlock_lite结构重新设计网络主干,引入卷积核重构的深度可分离卷积,通过SimAM无参注意力机制模块进一步提升特征提取能力。融合坐标卷积CoordConv与CARAFE轻量化上采样模块提高模型特征融合性能。利用数据增强技术构建真实场景下和复杂场景下的指针式仪表图像数据集。对比实验结果表明:SCC-YOLO模型能大幅提升指针式仪表的检测效率,模型的参数量平均降低27.3%,计算量平均降低54.8%,精度上综合提升1.3%。轻量化的设计使其能够在移动端与边缘设备更容易部署,能够满足真实场景下的指针式仪表检测任务要求。 展开更多
关键词 指针式仪表 轻量化 YOLOv5 无参注意力机制 坐标卷积 数据增强
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基于轻量化的指针仪表检测算法研究 被引量:1
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作者 骆东松 张杰锋 魏義民 《工业仪表与自动化装置》 2024年第1期98-103,共6页
通过轻量化的神经网络算法部署在边缘计算设备是解决老式仪表读数问题的主流方向。该文提出了YOLOv5s-Pointer轻量化的指针仪表检测网络模型,以YOLOv5s网络模型作为基础,通过引入Mixup数据增强技术,使用MobileNetV3网络替换CSPDarkNet5... 通过轻量化的神经网络算法部署在边缘计算设备是解决老式仪表读数问题的主流方向。该文提出了YOLOv5s-Pointer轻量化的指针仪表检测网络模型,以YOLOv5s网络模型作为基础,通过引入Mixup数据增强技术,使用MobileNetV3网络替换CSPDarkNet53特征提取网络,采用SLoU Loss定位损失函数,并引入动态样本权重思想,对网络进行改进。实验结果表明,相较于YOLOv5s网络在验证集上的参数量和计算量分别减少了78%和57%,精确率提升了1.3%。 展开更多
关键词 指针仪表检测 YOLOv5s 数据增强 MobileNetV3 轻量化
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基于不规则目标检测的指针式仪表读数识别方法 被引量:3
16
作者 潘宇强 姚垚 +1 位作者 张林 高俊涛 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第6期100-105,共6页
针对目前指针式仪表读数识别方法流程多、累计误差大、对倾斜图像识别效果差的问题,提出一种基于不规则目标检测网络的指针式仪表读数识别方法。首先构建校准网络结构,提取不规则目标顶点坐标,实现对图像自动进行透视变换,强化整体网络... 针对目前指针式仪表读数识别方法流程多、累计误差大、对倾斜图像识别效果差的问题,提出一种基于不规则目标检测网络的指针式仪表读数识别方法。首先构建校准网络结构,提取不规则目标顶点坐标,实现对图像自动进行透视变换,强化整体网络对倾斜样本的学习性能;随后利用卷积神经网络直接提取图像特征,实现读数信息的回归任务,减少方法步骤;最后整合模型,使倾斜校准与读数识别任务通过同一个可反向传播的神经网络学习并实现。实验表明,该方法提高了对倾斜仪表图像的读数识别精度,读数流程短、识别效率高。 展开更多
关键词 指针式仪表 不规则目标检测 透视变换 倾斜校准 读数识别
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基于改进YOLOv5s的指针式水表读数检测 被引量:1
17
作者 何月 王丽颖 +2 位作者 包霞 褚燕华 王月明 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第7期2734-2741,共8页
针对光照不均匀和水表表盘雾化的指针式水表在读数检测时出现漏检、误检等问题,提出一种基于改进YOLOv5s的指针式水表读数检测方法。首先,采用Mosaic、Mixup等数据增强方法,提高模型的泛化能力;其次,引入加权双向特征金字塔网络(bilater... 针对光照不均匀和水表表盘雾化的指针式水表在读数检测时出现漏检、误检等问题,提出一种基于改进YOLOv5s的指针式水表读数检测方法。首先,采用Mosaic、Mixup等数据增强方法,提高模型的泛化能力;其次,引入加权双向特征金字塔网络(bilateral feature pyramid network, BiFPN)实现更高层次的特征融合使得水表图像的深层特征图和浅层特征图充分融合,提高网络的表达能力;然后,嵌入卷积注意力机制(convolutional block attention module, CBAM),在通道和空间双重维度上强化指针式水表子表盘示数特征;最后将完全交并比损失函数(complete intersection over union loss, CIoU-Loss)替换为SIoU_Loss(scylla intersection over union loss),提升边界框的回归精度。改进算法的mAP@0.5达到97.8%,比YOLOv5s原始网络提升了3.2%。实验结果表明:该算法能有效提高指针式水表的读数检测精度。 展开更多
关键词 指针式水表读数 数据增强 YOLOv5s SIoU CBAM BiFPN
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改进的DeepLabV3+指针式仪表图像分割算法 被引量:3
18
作者 杨武 胡敏 +2 位作者 常鑫 赵昕宇 余华云 《国外电子测量技术》 2024年第1期10-19,共10页
针对现有的仪表自动化读数算法占用空间大、推理速度较慢以及不能有效分割图像中密集细小目标的问题,提出改进的DeepLabV3+指针式仪表分割算法。首先以轻量化的MobileNetV2来构建网络主干达到降低参数量和推理权重、提高检测速度的目的... 针对现有的仪表自动化读数算法占用空间大、推理速度较慢以及不能有效分割图像中密集细小目标的问题,提出改进的DeepLabV3+指针式仪表分割算法。首先以轻量化的MobileNetV2来构建网络主干达到降低参数量和推理权重、提高检测速度的目的。其次通过分块并归策略设计CSP-ASPP结构,在保证网络性能的同时降低参数量。之后使用改进后的SKFF模块通过自注意力机制以非线性方式融合多尺度特征,将原网络解码器中的二尺度特征融合变为四尺度特征融合。最后使用交叉熵损失联合加权的Dice损失作为网络的总损失函数,解决仪表分割中各类别像素分布不均的问题。最后通过实验证明,改进后的DeepLabV3+算法在仪表分割数据集上的平均交并比(mIoU)和平均像素准确率(mPA)达到了89.3%和94.8%,相对原网络分别提高了0.7%、0.6%,参数量和推理权重却仅有原网络的约7%,同时在GPU和CPU上的推理速度分别达到91和16 fps,解决了嵌入式设备部署困难的问题,达到了实时检测的要求,提高了仪表自动化读数的效率。 展开更多
关键词 指针式仪表图像分割 DeepLabV3+ 轻量化 分块并归 多尺度特征融合 Dice Loss
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基于R-YOLOv7和MIMO-CTFNet的指针式仪表自动读数方法 被引量:1
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作者 李盛涛 侯立群 董亚松 《图学学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期1313-1327,共15页
针对现有方法中表盘关键信息提取过程繁琐、读数误差较大和相机抖动导致的运动模糊问题,提出了一种基于R-YOLOv7和MIMO-CTFNet的指针式仪表自动读数方法。首先,构建兼顾精度和轻量化的R-YOLOv7算法实现指针式仪表表盘和表盘关键信息检测... 针对现有方法中表盘关键信息提取过程繁琐、读数误差较大和相机抖动导致的运动模糊问题,提出了一种基于R-YOLOv7和MIMO-CTFNet的指针式仪表自动读数方法。首先,构建兼顾精度和轻量化的R-YOLOv7算法实现指针式仪表表盘和表盘关键信息检测;然后,设计了MIMO-CTFNet算法以实现运动模糊仪表图像的复原;最后,利用提取的表盘关键信息进行基于小刻度线的角度法读数。实验结果表明改进后的R-YOLOv7在表盘关键信息检测数据集上所需的参数量、FLOPs、ADT和mAP50:95分别为12M个、60.30G次、17.04ms和86.5%;改进后的MIMO-CTFNet算法在采集的运动模糊数据集上的PSNR和SSIM分别达到33.05 dB和0.9353;该读数方法的读数最大引用误差为0.35%,需要运动模糊处理和无需运动模糊处理的图像读数时间分别为0.561 s和0.128 s,从而验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 指针式仪表 R-YOLOv7 MIMO-CTFNet 自动读数 轻量化
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基于YOLOv7和UNet的指针表读数方法
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作者 陈真 任帅 +2 位作者 翟雅徽 熊鹰 李柏林 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第12期63-70,共8页
针对复杂环境下手工抄表导致精度不高和效率过低等问题,提出了一种基于YOLOv7和改进UNet的指针表自动读数方法。采用YOLOv7对仪表盘区域进行定位并裁剪;过透视变换对裁剪出的仪表盘区域进行处理和校正;使用改进的UNet分割模型,用于提取... 针对复杂环境下手工抄表导致精度不高和效率过低等问题,提出了一种基于YOLOv7和改进UNet的指针表自动读数方法。采用YOLOv7对仪表盘区域进行定位并裁剪;过透视变换对裁剪出的仪表盘区域进行处理和校正;使用改进的UNet分割模型,用于提取指针和刻度区域,以获得更好的分割效果;在此基础上,利用极坐标变换将校正后的刻度和指针区域展开为矩形,并确定首尾刻度和指针位置,利用距离法完成仪表读数。实验结果表明:采用改进后的UNet模型的召回率、精确率、MIoU分别提高了2.56%、1.78%、2.31%,其模型参数量仅为改进前模型的44.39%。读数识别的相对误差率平均值仅为0.63%,可满足实际应用需求,实验结果充分证明了文中所提识别方法的准确性和有效性。 展开更多
关键词 指针表 深度学习 UNet 读数识别 YOLOv7 语义分割
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