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申请/专利权人：南京云牛智能科技有限公司;江阴市智行工控科技有限公司

摘要：本发明公开了一种快速稳定的施工现场安全帽检测方法，包括：对收集的施工现场的安全帽与施工人员监控录像进行抽帧处理，分别对安全帽与施工人员进行标注，扩充样本集，得到PAA模型训练样本；录入施工人员的人脸图片作为人脸识别数据集，得到人脸检测与识别网络训练样本，将训练样本归一化到指定尺寸；建立改进PAA模型并对其进行训练，得到训练后的改进PAA模型；对安全帽与施工人员检测位置信息设计匹配算法，标记出未佩戴安全帽人员；并通过FaceNet人脸识别网络识别输出该施工人员信息。本发明能够减少计算参数与计算量，在保持检测准确性的同时明显提升检测速度，满足施工现场安全帽检测地实时性和准确性要求。

主权项：1.一种快速稳定的施工现场安全帽检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、收集施工现场下不同时段、不同角度、不同尺度的安全帽与施工人员监控录像；S2、对监控录像进行抽帧处理，得到一组图片，并对每张图片中的安全帽和施工人员分别进行标注，然后将标注后的安全帽与施工人员图片和标注文件分别加入SHWD公开安全帽数据集与复旦公开行人数据集进行数据集扩充，得到PAA模型训练样本；S3、采用vggface2数据集作为人脸检测数据集，录入施工人员的人脸图片作为人脸识别数据集，得到FaceNet人脸识别网络训练样本，并对其进行归一化；然后用归一化后的FaceNet人脸识别网络训练样本进行FaceNet人脸识别网络训练；S4、建立改进PAA模型，基于PAA模型训练样本对改进PAA模型进行训练；具体为：S41、将PAA模型训练样本通过原PAA模型中ResNet特征提取网络获得三种尺度的特征图后，对其中尺度最小的特征图进行两次下采样，共获得五种尺度的特征图；S42、建立多尺度加权特征融合网络，并对获得的五种尺度的特征图进行融合；具体为：S421、将获得的五种尺度的特征图按从小到大尺度排列，并依次称为第一尺度特征图、第二尺度特征图、第三尺度特征图、第四尺度特征图和第五尺度特征图，即尺度最小的特征图称为第一尺度特征图，尺度最大的称为第五尺度特征图；对第一尺度特征图进行第一尺度输入特征图与第二尺度输出特征图的融合，得到第一尺度输出特征图，具体计算公式为： 其中，为第一尺度输入特征图，为第一尺度输出特征图，为第二尺度输出特征图，downsampling为下采样操作，ω11与ω12为特征融合参数；Conv为通道融合操作；S422、对第二尺度特征图的输出首先计算第二尺度中间特征图，第二尺度中间特征图由第一尺度输入特征图与第二尺度输入特征图融合而成，第二尺度输出特征图具体计算公式为： 其中，为第二尺度中间特征图，为第二尺度输入特征图，ω21与ω22为特征融合参数，由改进PAA模型训练得到，第二尺度输出特征图由第二尺度中间特征图、第二尺度输入特征图、第一尺度输入特征图和第三尺度输出特征图融合而成，具体计算公式为 其中，为第二尺度输出特征图，为第三尺度输出特征图，upsampling为上采样操作，ω′21、ω′22、ω′23和ω′24为特征融合参数；S423、对第三尺度特征图和第四尺度特征图的处理相似，其中间特征图由该尺度输入特征图与上一尺度中间特征图融合而成，具体计算公式为： 其中，为该尺度中间特征图，为该尺度输入特征图，为上一尺度中间特征图，ωi1、ωi2为特征融合参数，该尺度输出特征图由该尺度中间特征图、该尺度输入特征图、上一尺度输入特征图和下一尺度输出特征图融合而，具体公式为： 其中，为该尺度输出特征图，为该尺度输入特征图，为该尺度中间特征图，为上一尺度输入特征图，为下一尺度输出特征图，ω′i1、ω′i2、ω′i3与ω′i4为特征融合参数；S424、计算第五尺度输出特征图；第五尺度中间特征图由该尺度输入特征图与第四尺度中间特征图融合而成，具体公式为： 其中，为第五尺度中间特征图，为第四尺度输入特征图，为第四尺度中间特征图，ω51与ω52为特征融合参数；第五尺度输出特征图由第五尺度中间特征图、第五尺度输入特征图和第四尺度输入特征图融合而成；具体计算公式为： 其中，为第五尺度输入特征图，ω′51、ω′52和ω′53为特征融合参数；S425：将得到的第一至第五5种尺度输出特征图作为下一过程的输入特征图，重复步骤S421至步骤S425过程多次，直到改进PAA模型检测准确率达到最优即停止循环；S43、通过将预测网络得到的安全帽、施工人员位置和分类结果与标注信息对比来判定误差，不断提高模型性能，并保存最优的模型参数，即完成改进PAA模型的训练；S5、使用训练后的改进PAA模型对待检测图片进行检测，得到安全帽与施工人员检测框；S6、设计安全帽与施工人员位置信息匹配算法，对步骤S5中得到的安全帽与施工人员检测框中的位置信息进行逐个匹配，不匹配的，标记为未佩戴安全帽人员，并输入FaceNet人脸识别网络；具体为：设计安全帽与施工人员位置信息匹配算法，对步骤S5中得到的安全帽与施工人员检测框进行逐个匹配；匹配算法具体为：安全帽检测框hel和行人检测框per的IoG大于0.5，设安全帽检测框底部距离施工人员预测框顶部的距离为Hhel-p，安全帽检测框高度为Hhel，施工人员检测框高度为Hp，要求安全帽检测框左右边位于施工人员检测框左右边界内；如果满足匹配算法，则对下一个施工人员和安全帽位置信息进行匹配；如果不满足匹配算法，则将该施工人员标记为未佩戴安全帽，并对下一个施工人员和安全帽位置信息进行匹配；直到所有施工人员匹配结束；S7、使用FaceNet人脸识别网络对未佩戴安全帽的施工人员人脸进行检测与识别，检测得到施工人员面部位置信息，并与施工人员检测框中的位置信息进行匹配，匹配完成后记录该施工人员信息。

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