Сравнение эффективности алгоритмов YOLOv5 и YOLOv8 для обнаружения средств индивидуальной защиты человека

Авторы

  • С. А. Филичкин ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
  • С. В. Вологдин ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2023-3-124-131

Ключевые слова:

yolov8, YOLOv5, нейронная сеть, распознавание образов, компьютерное зрение

Аннотация

В статье рассматриваются вопросы сравнительного анализа различных архитектур сверточных нейронных сетей класса YOLO: YOLOv5 и YOLOv8. Проведено обучение нейронной сети на датасете, состоящем из более 2200 размеченных цифровых изображений. Проведена детекция и распознавание 8 классов средств индивидуальной защиты, таких как медицинские маски, перчатки, каски, защитные очки, униформа и другие. Для оценки эффективности алгоритмов обнаружения объектов использовались такие характеристики, как метрики точности, время обучения и объем занимаемой памяти нейронных сетей. Проведенные исследования подтверждают высокую эффективность и точность алгоритмов YOLO в задачах обнаружения и распознавания объектов на цифровых фотоизображениях и видеоизображениях. Исследования показали, что средняя точность mAP детекции объектов в YOLOv8 на 3 % выше, чем в YOLOv5, при этом производительность в новом алгоритме увеличилась более чем на 50 % по сравнению с более ранней версией нейронной сети. Полученные результаты могут быть использованы для улучшения системы обнаружения объектов в различных областях, таких как автомобильная промышленность, медицинские и научные исследования, сфера безопасности и многое другое. На основании результатов эксперимента были сделаны выводы относительно выбора алгоритма для обнаружения средств индивидуальной защиты человека. Дальнейшие исследования в этой области могут основаться на расширении объема обучающих наборов данных, чтобы улучшить точность распознавания объектов и оценить производительность алгоритмов на больших объемах данных. Планируются дальнейшие исследования в области оптимизации архитектуры сверточных нейронных сетей для повышения эффективности, скорости и точности обнаружения объектов на цифровых изображениях.

Биографии авторов

С. А. Филичкин, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

аспирант кафедры «Защита информации в компьютеризированных системах»

С. В. Вологдин, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Защита информации в компьютеризированных системах»

Библиографические ссылки

Рябов П. И., Вологдин С. В., Максимова В. В. / Алгоритм распознавания изображений с приборов учета электроэнергии // Интеллектуальные системы в производстве. 2017. Т. 15, № 4. С. 42-48.

Vologdin S.V., Shushkov I.D. and Bysygin E.K. Portable data collection terminal in the automated power consumption measurement system. Journal of Physics: Conference Seriesthis link is disabled, 2018. DOI 10.1088/1742-6596/944/1/012122.

Sharipov, R., Panchenko, O. Problems of Developing User Identification Systems by Keyboard Handwriting. In: Radionov, A.A., Gasiyarov, V.R. (eds) Advances in Automation IV.RusAutoCon 2022. Lecture Notes in Electrical Engineering, vol 986. Springer, 2023.

Ziyang Tang, Xiang Liu, Guangyu Shen, Baijian Yang. Penet: object detection using points estimation in aerial im ages. arXiv preprint arXiv:2001.08247, 2020.

Roman Solovyev, Weimin Wang, Tatiana Gabruseva. Weighted boxes fusion: Ensembling boxes from different object detection models. Image and Vision Computing, 107:104117, 2021.

Sanghyun Woo, Jongchan Park, Joon-Young Lee, In So Kweon. Cbam: Convolutional block attention module. In Proceedings of the European conference on computer vision (ECCV), 2018, pp. 3-19.

Shu Liu, Lu Qi, Haifang Qin, Jianping Shi, and Jiaya Jia. Path aggregation network for instance segmentation. In Pro ceedings of the IEEE conference on computer vision and pat tern recognition, 2018, pp. 8759-8768.

Qiang Chen, Yingming Wang, Tong Yang, Xiangyu Zhang, Jian Cheng, Jian Sun. You Only Look One-level Feature. arXiv:2103.09460, 2021.

Zhi Zhang, Tong He, Hang Zhang, Zhongyue Zhang, Junyuan Xie, Mu Li. Bag of Freebies for Training Object Detection Neural Networks. arXiv:1902.04103, 2019.

Xingkui Zhu, Shuchang Lyu, Xu Wang, Qi Zhao. Improved YOLOv5 Based on Transformer Prediction Head for Object Detection on Drone-captured Scenarios. arXiv:2108.11539, 2021.

Alexey Dosovitskiy, Lucas Beyer, Alexander Kolesnikov, Dirk Weissenborn, Xiaohua Zhai, Thomas Unterthiner, Mostafa Dehghani, Matthias Minderer, Georg Heigold, Syl vain Gelly, Jakob Uszkoreit, and Neil Houlsby. An image is worth 16x16 words: Transformers for image recognition at scale. In 9th International Conference on Learning Rep resentations, ICLR 2021, 2021.

Ultralytics YOLOv8. URL: https://github.com/ultralytics/ultralytics (дата обращения 20.02.2023).

Tsung-Yi Lin, Piotr Dollar, Ross Girshick, Kaiming He, Bharath Hariharan, and Serge Belongie. Feature pyra mid networks for object detection. In Proceedings of the IEEE conference on computer vision and pattern recogni tion, 2017, pp. 2117-2125.

Yang, G., Feng, W., Jin, J., Lei, Q., Li, X., Gui, G., Wang, W. Face mask recognition system with YOLOV5 based on image recognition. In 2020 IEEE 6th International Conference on Computer and Communications (ICCC), 2020, pp. 1398-1404.

Ieamsaard, J., Charoensook, S. N., Yammen, S. Deep learning-based face mask detection using yolov5. In 2021 9th International Electrical Engineering Congress (iEECON), 2021, pp. 428-431.

Применение нейронной сети YOLOv5 для контроля соблюдения регламентов персонала на предприятии / С. А. Филичкин, С. В Вологдин // Информационные технологии в науке, промышленности и образовании: сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции. 2022. С. 73-80.

Girshick, R., Donahue, J., Darrell, T., Malik, J. Rich feature hierarchies for accurate object detection and semantic segmentation. In Proceedings of the IEEE conference on computer vision and pattern recognition, 2014, pp. 580-587.

Du, Y., Pan, N., Xu, Z., Deng, F., Shen, Y., Kang, H. Pavement distress detection and classification based on YOLO network.International Journal of Pavement Engineering, 2021, pp. 1659-1672. DOI 10.1080/10298436.2020.1714047.

Alexey Bochkovskiy, Chien-Yao Wang, HongYuan Mark Liao. Yolov4: Optimal speed and accuracy of object detection. arXiv preprint arXiv:2004.10934, 2020.

Vorozhtsova, N., Shushkov, I., Vologdin, S. System approach to development of intellectual information mobile system for electric power metering. E3S Web of Conferences, 2019, pp. 114. DOI 10.1088/1757-899X/1047/1/012096.

Загрузки

Опубликован

09.10.2023

Как цитировать

Филичкин, С. А., & Вологдин, С. В. (2023). Сравнение эффективности алгоритмов YOLOv5 и YOLOv8 для обнаружения средств индивидуальной защиты человека. Интеллектуальные системы в производстве, 21(3), 124–131. https://doi.org/10.22213/2410-9304-2023-3-124-131

Выпуск

Раздел

Статьи