FogGuard:提升YOLO在雾天的物体检测准确性

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"FogGuard是一种针对YOLO的新型雾感知物体检测网络,旨在解决雾天对自动驾驶系统中深度神经网络(DNN)性能的影响。它采用YOLOv3作为基础,通过引入感知损失算法实现对雾气环境的补偿,以确保在恶劣天气下也能进行高精度的目标检测。在PASCAL VOC和RTTS数据集上的测试显示,FogGuard的性能优于YOLOv3,尤其是在RTTS数据集上实现了69.43%的mAP,而YOLOv3为57.78%。尽管训练过程复杂度增加,但在推理阶段FogGuard并未增加额外的时间成本。" 在当前的自动驾驶技术中,精确的物体检测是至关重要的,但雾气等恶劣天气会降低DNN的性能。传统的解决方案主要分为两类:图像增强和域适应方法。图像增强试图通过生成无雾图像来改善检测,但这通常比直接在有雾图像中检测物体更为困难。另一方面,域适应方法不依赖目标领域的标记数据,也未能完全解决问题。FogGuard则采用不同的策略,它基于微调,设计了一个专门针对雾天条件的框架。 FogGuard的核心创新在于其使用了感知损失算法,这是一种新颖的师生学习方法。在师生学习中,教师网络(在这种情况下是对清晰图像有经验的网络)指导学生网络(即FogGuard)学习在雾天环境中检测目标。感知损失关注于图像的高级特征,帮助网络理解在雾中物体的视觉表示,从而提高检测的准确性。 实验结果显示,FogGuard在网络性能上有显著提升。在PASCAL VOC和RTTS这两个常用的数据集上进行了广泛的评估,特别是在RTTS数据集上,FogGuard的平均精度(mAP)达到了69.43%,相比YOLOv3的57.78%有了显著的提升。这证明了FogGuard在雾天条件下具有更强的物体检测能力。 尽管在训练阶段,FogGuard引入了更高的计算复杂度,但在实际应用时,即推理阶段,它的运行效率并没有下降,这意味着FogGuard可以在保持高效的同时提供更好的雾天检测性能。这对于需要实时响应的自动驾驶系统来说,是一个重要的优势。 FogGuard通过感知损失算法为YOLO模型提供了雾天环境下的增强,提升了自动驾驶系统在恶劣天气条件下的可靠性和安全性。这种技术的出现,对于推动自动驾驶领域的发展,尤其是在应对极端天气挑战方面,具有重大的理论和实践意义。