计算机与现代化 ›› 2023, Vol. 0 ›› Issue (01): 114-119.

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一种上下文信息融合的安全帽识别算法

  

  1. (1. 国网湖南省电力有限公司,湖南 长沙 410007; 2. 北京洛斯达科技发展有限公司,北京 100088;
    3. 湖南省智能信息感知及处理技术重点实验室,湖南 株洲 412008)
  • 出版日期:2023-03-02 发布日期:2023-03-02
  • 作者简介:肖立华(1966—),男,湖南长沙人,正高级工程师,博士,研究方向:电力系统设计,E-mail: peking2030@outlook.com; 徐畅(1978—),男,高级工程师,本科,研究方向:电力工程技术,E-mail: changx@hn.sgcc.com.cn; 商浩亮(1981—),男,高级工程师,硕士,研究方向:电力工程建设; 罗仲达(1970—),男,高级工程师,本科,研究方向:电力工程技术; 吴小忠(1974—),男,高级工程师,硕士,研究方向:电力工程技术; 马小丰(1987—),男,高级工程师,硕士,研究方向:电力工程建设; 江志文(1976—),男,高级工程师,本科,研究方向:电力工程技术; 陈俊杰(1983—),男,高级工程师,硕士,研究方向:电力工程技术。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(61871432)

Recognition of Safety Helmets Based on Contextual Information Fusion

  1. (1. State Grid Hunan Electric Power Co., Ltd., Changsha 410007, China;
    2. Beijing North-Star Digital Remote Sensing Technology Co., Ltd., Beijing 100088, China;
    3. Hunan Key Laboratory of Intelligent Information Perception and Processing Technology, Zhuzhou 412008, China)
  • Online:2023-03-02 Published:2023-03-02

摘要: 为了预防人员防护缺失导致的生产事故,着力探究复杂施工场景下人员安全帽佩戴情况的智能化识别。在一阶段目标检测算法的基础上,针对安全帽识别问题中的小目标和安全帽纹理信息缺失的问题,提出提取并融合上下文信息,以增强模型的表征学习能力。首先,为解决特征鉴别力不足的问题,提出局部上下文感知模块和全局上下文融合模块。局部上下文感知模块能够融合人体头部信息和安全帽信息获取具有鉴别力的特征表示;全局上下文融合模块将高层的语义信息与浅层特征融合,提升浅层特征的抽象能力。其次,为了解决小目标识别问题,提出使用多个不同的目标检测模块分别识别不同大小的目标。在构建的复杂施工场景下的安全帽识别数据集上的实验结果表明:提出的2个模块将mAP提高了11.46个百分点,安全帽识别的平均精度提高了10.55个百分点。本文提出的方法具有速度快、精度高的特点,为智慧工地提供了有效的技术解决方案。

关键词: 智慧工地, 安全帽识别, 目标检测, 一阶段, 上下文, 信息融合

Abstract: In order to prevent the accidents caused by the lack of personal protection, this paper focuses on the intelligent identification of personnel wearing helmets in complex construction scenarios. Aimingat the problems of the small object recognition and the missing texture information of helmets, it enhances the representation learning ability of one-stage object detection methods by extracting and fusing contextual information. First, this paper proposes a local context perception module and global context fusion module to improve the discriminability of learned features. The local context perception module combines the information of head and helmet to obtain discriminative feature representations. The global context fusion module merges the semantic information from high-level layers with shallow features; it helps the model obtain more abstract feature representations. Secondly, to address the small object detection issue, this paper uses multiple object detection modules to recognize multiscale objects. Experimental results on the helmet recognition dataset show that the proposed two modules improve the mAP by 11.46 percentage points and the AP of helmet detection by 10.55 percentage points. The proposed method has the advantages of high speed and high precision, and provides effective technical solutions for smart construction sites.

Key words: smart construction site, helmet recognition, object detection, one stage, context, information fusion