基于动态加权类别平衡损失的多类别口罩佩戴检测

作者:陈昭俊; 储珺; 曾伦杰
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在公共场所戴口罩已成为一项重要的防疫措施。现有的口罩检测方法通常只检测是否佩戴口罩,忽略了交叉感染的现场,容易出现佩戴口罩不规范的情况。目前的口罩数据集缺乏非标准佩戴口罩数据。针对以上问题,在现有口罩数据集的基础上,通过离线采集和互联网采集更多非标准佩戴口罩的图像,并根据佩戴口罩的人脸图像的特点,改进Mosaic数据增强算法,扩展数据,改进的Mosaic数据增强算法可以将基准网络yolov4的平均精度(mAP)提高2.08%。针对扩展数据集的类不平衡性,提出了一种动态加权平衡损失函数。在加权二元交叉熵损失的基础上,利用有效样本数的倒数作为辅助类别权重,并在每批训练中动态调整,以解决直接使用加权方法稳定性差、检测精度波动和效果不理想的问题。实验结果表明,改进后的模型在mAP达到91.25%,在非标准佩戴口罩(Average PrecisionAP)的平均准确率达到91.69%。与Centernetretinanet、Efficient det和v3-MobileNetV2、YOLO和v4-MobileNetV2的两阶段方法相比,改进算法具有更高的检测精度和速度。