基于改进Mask R-CNN的变电设备红外图像实例分割算法

作者：李冰; 王天; 杨珂; 王亚茹; 赵振兵; 翟永杰

来源：华北电力大学学报(自然科学版), 2023, 50(02): 91-99.

• 红外图像
• 变电设备
• Mask R-CNN
• 可变形卷积
• 注意力机制
• 损失函数

红外图像中变电设备的分割精度直接影响着故障诊断的结果，针对复杂红外背景下变电设备边缘分割不精细、分割精度低的问题，提出了一种基于改进Mask R-CNN模型的变电设备红外图像分割方法。首先将ResNet特征提取网络中部分残差模块的标准卷积替换为可变形卷积，然后对空间注意力机制模块和通道注意力机制模块并行连接，并在这两个模块中加入可变形卷积，最后改进Mask R-CNN掩膜分支的损失函数，对目标边缘分割的精细度进一步优化。该方法能够有效提高模型对红外图像中变电设备几何特征多样性的适应能力，并减轻模型对背景等干扰特征的关注。在变电设备红外图像数据集上进行实验，结果表明，相比于Mask R-CNN基准模型，该方法的AP50:95、AP50和AP75提高了3.5%、1.0%、4.2%,表明该方法能够显著提高红外图像中变电设备实例分割的准确率，有效解决边缘分割不精细的问题。

• 单位
  华北电力大学; 电子工程学院