黄志清，张煜森，张严心，任柯燕

基于改进型Yolov4的室内安全帽佩戴状态检测算法

黄志清1，张煜森1，张严心2，任柯燕1

(1. 北京工业大学信息学部，北京 100124；2. 北京交通大学电子信息工程学院，北京 100044))

为实现智能检测室内作业人员是否佩戴安全帽，提出了一种改进的Yolov4算法．首先，针对目前室内安全帽佩戴状态检测实验数据较为匮乏的问题，自建了一个用于室内场景的安全帽佩戴状态检测数据集．随后，为提升室内监控图像中模糊、微小目标的安全帽佩戴状态检测准确率，设计了自校准多尺度特征融合模块并将其嵌入原Yolov4网络中．该模块首先通过深度超参数化卷积从上至下、从下至上融合不同尺度下的特征，加强待检测目标的特征纹理，使得模型能够检测出这两类目标．再通过特征自校准模块对融合后的特征进行过滤，加强或抑制特征图上的每一像素点，使得模型可以在融合后的特征图上进行精确的检测．此外为加速模型收敛，使用解耦合的检测头替换原Yolov4中的耦合检测头，使目标定位任务与安全帽佩戴状态的分类任务相互独立．最后为提升模型对于重叠目标的检测能力，提出了软性非极大值抑制后处理算法Soft-CIoU-NMS．实验结果表明，该改进的Yolov4模型能够准确地识别出室内作业人员是否佩戴安全帽，准确率达到了95.1%．相比于原Yolov4模型，该模型对位于监控摄像头远端的模糊、微小目标和监控图像中重叠目标的检测能力有明显提升，检测准确率提升了约4.7%，较好地满足了室内场景下作业人员安全帽佩戴状态智能检测的要求．