1.一种基于弱监督YOLO模型的矿石泥团目标检测方法,其特征在于,包括步骤:(1)实时采集传送带上的矿石泥团图像;
(2)将步骤(1)采集的矿石泥团图像输入训练好的WS-YOLO模型中,以获取矿石泥团图像中的泥团目标。
2.根据权利要求1所述的矿石泥团目标检测方法,其特征在于,WS-YOLO模型包括顺次连接的DarkNet53网络、FPN网络、第一全连接层、以及第二全连接层,与该第二全连接层连接的目标分类器和目标位置回归模型,以及与目标分类器和目标位置回归模型连接的主动学习模块,其中主动学习模块包括顺次连接的US策略子模块、专家标注子模块、以及样本池,样本池的输出连接到DarkNet53网络的输入。
3.根据权利要求1或2所述的矿石泥团目标检测方法,其特征在于,DarkNet53层输出三个尺度的特征f1、f2和f3,其特征大小分别为52x52x255、
26x26x255、以及13x13x255;
FPN网络对这三个特征进行特征层间融合之后,得到特征f4、f5、以及f6,其中f4是f3通过1×1的卷积层进行降维之后获得的;
f5是通过1×1的卷积层对f2进行降维,然后对f4进行上采样,然后将两者对应元素相加获得的;
f6是通过1×1的卷积层对f1进行降维,然后对f5进行上采样,然后将两者对应元素相加获得的。
4.根据权利要求3所述的矿石泥团目标检测方法,其特征在于,两个全连接层对特征f4、f5、以及f6进行特征降维和重排,以得到降维和重排后的特征,其被分为两路分别送入目标分类器δc和目标位置回归模型δl进行目标分类和位置回归;
目标分类器δc根据降维和重排后的特征得到目标的类别和类别置信度;
目标位置回归模型δl根据降维和重排后的特征得到目标的位置和位置置信度;
US策略子模块根据目标分类器δc输出的类别置信度和目标位置回归模型δl输出的位置置信度,从样本中选择具有不确定性的样本,并将该具备不确定性的样本发送到专家标注子模块进行标注;
专家标注子模块供专家对来自US策略子模块的具备不确定性的样本进行简单修正。
样本池包括存储已标注样本的已标注部分、以及存储未标注样本的未标注部分。
5.根据权利要求1所述的矿石泥团目标检测方法,其特征在于,WS-YOLO模型的是通过以下步骤进行训练的:(a)对WS-YOLO模型进行预训练,以得到预训练后的WS-YOLO模型;
(b)对步骤(a)预训练后的WS-YOLO模型进行迁移训练,以得到迁移训练后的WS-YOLO模型;
(c)对步骤(b)迁移训练后的WS-YOLO模型进行基于主动学习的训练,以得到训练好的WS-YOLO模型。
6.根据权利要求1所述的矿石泥团目标检测方法,其特征在于,步骤(a)具体包括以下步骤:(a1)获取公开数据集,并将该公开数据集划分为训练子集和验证子集;
(a2)关闭WS-YOLO模型中的主动学习模块,即US策略子模块、专家标注子模块不启动;
(a3)随机初始化WS-YOLO模型的网络参数;
(a4)将训练子集分为多个样本批次,将其中一个样本批次输入WS-YOLO模型,以得到对应的损失函数值;
(a5)根据步骤(a4)得到的损失函数值,并采用随机梯度下降法和链式法则更新WS-YOLO模型的网络参数;
(a6)针对训练子集中的剩余样本批次,重复上述步骤(a4)到(a5),直到WS-YOLO模型收敛为止,从而得到预训练后的WS-YOLO模型。
7.根据权利要求6所述的矿石泥团目标检测方法,其特征在于,步骤(b)具体包括以下步骤:(b1)获取精确标注的矿石泥团样本集合;
(b2)关闭预训练后的WS-YOLO模型中的主动学习模块,即US策略子模块、专家标注子模块不启动;
(b3)将预训练后的WS-YOLO模型中的参数设置为初始化参数;
(b4)将精确标注的矿石泥团样本集合分为多个样本批次,将其中一个样本批次输入WS-YOLO模型,以得到对应的损失函数值;
(b5)根据步骤(b4)得到的损失函数值,并采用随机梯度下降法和链式法则更新WS-YOLO模型的网络参数;
(b6)针对训练子集中的剩余样本批次,重复上述步骤(b4)到(b5),直到WS-YOLO模型收敛为止,从而得到迁移训练后的WS-YOLO模型。
8.根据权利要求7所述的矿石泥团目标检测方法,其特征在于,步骤(c)具体包括以下步骤:(c1)打开迁移训练后的WS-YOLO模型中的主动学习模块,即US策略子模块、专家标注子模块启动;
(c2)将迁移训练后的WS-YOLO模型中的参数设置为初始化参数;
(c3)从样本池的未标注部分中选择多个未标注样本,并输入WS-YOLO模型进行目标检测,以得到目标检测结果;
(c4)使用US策略子模块并根据目标检测结果选择具有不确定性的样本,并将该具备不确定性的样本发送到专家标注子模块进行标注;
(c5)使用专家标注子模块对具备不确定性的样本进行简单修正;
(c6)将修正后的样本扩充到样本池的已标注部分中;
(c7)用扩充后的已标注样本对WS-YOLO模型进行训练;
(c8)针对样本池的未标注部分中的剩余样本,重复上述步骤(c3)到(c7),直到未标注部分中的全部样本都被处理完毕为止,从而得到训练好的WS-YOLO模型。
9.根据权利要求8所述的矿石泥团目标检测方法,其特征在于,步骤(c5)中,对于目标分类器δc输出的样本,仅须对该样本的目标类别进行确认;对于目标位置回归模型δl输出的样本,仅须对该样本对应的目标位置进行修正。
10.一种基于弱监督YOLO模型的矿石泥团目标检测系统,其特征在于,包括:第一模块,用于实时采集传送带上的矿石泥团图像;
第二模块,用于将第一模块采集的矿石泥团图像输入训练好的WS-YOLO模型中,以获取矿石泥团图像中的泥团目标。