《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于改进MobileNetV3-SSD的数据可视化区域实时检测方法
电子技术应用
李文钊1，董晓炜2，赵芳1，杨才1
1.重庆市气象信息与技术保障中心；2.重庆赛宝工业技术研究院有限公司
摘要： 数据可视化在气象大数据中扮演重要角色，用户通过数据“看板”，从视觉上可以便捷地了解复杂数据的基本情况，而由于“看板”中不同数据版块的位置和大小具有可变性，用户难以快速寻找到自己所需的数据版块位置。基于此，提出一种基于改进MobileNetV3-SSD的数据可视化区域实时检测方法，在标准SSD的基础上结合MobileNetV3的注意力机制，并利用改进FPN模块对特征信息融合，可以快速精准地找到目标数据板块的“Title”位置，从而展示出所需的数据版块。该改进模型在大幅削减参数量的同时，Precision、Recall、mAP分别达到了83.05%、85.02%、74.35%，CPU每次推理时间降低至244 ms。
中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.256320
中文引用格式： 李文釗，董曉煒，趙芳，等. 基于改進(jìn)MobileNetV3-SSD的數(shù)據(jù)可視化區(qū)域?qū)崟r(shí)檢測(cè)方法[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2025，51(12)：103-109.
英文引用格式： Li Wenzhao，Dong Xiaowei，Zhao Fang，et al. Real-time detection method for data visualization regions based on improved MobileNetV3-SSD[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(12)：103-109.
Real-time detection method for data visualization regions based on improved MobileNetV3-SSD
Li Wenzhao1，Dong Xiaowei2，Zhao Fang1，Yang Cai1
1.Chongqing Meteorological Information and Technology Support Center；2.Chongqing Ceprei Industrial Technology Research Instutute Co.， Ltd.
Abstract： Data visualization plays an important role in meteorological big data. Through the display of data panel, users can visually and conveniently understand the basic situation of complex data. However, due to the variability of the location and size of different data sections of the panel, it is difficult for users to quickly find the location of various data sections. Based on this, this study proposes a real-time detection method of data visualization area based on improved MobileNetV3-SSD.On the basis of standard SSD, the attention mechanism is combined, and the improved FPN module is used to fuse the feature information, which can efficiently locate the “Title” position of the target data section, and then display that area for users. The proposed model can significantly reduce the number of parameters, and the precision ,recall and mAP indexes reach 83.05%, 85.02%, 74.35% respectively, meanwhile, the inference time based on CPU is reduced to 244 ms per image.
Key words : data visualization；SSD algorithm；feature pyramid；automatic generation of datasets

引言

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的全面到來(lái)，如何更好地展示大數(shù)據(jù)已成為各行各業(yè)研究的重要課題。對(duì)于政府和企事業(yè)單位亟需將自身數(shù)據(jù)資產(chǎn)提取、分析與利用，以便更好地服務(wù)于內(nèi)部管理、信息查詢(xún)需求以及對(duì)外宣傳工作。在此過(guò)程中，數(shù)據(jù)可視化就扮演著至關(guān)重要的角色[1-3]，它借助統(tǒng)計(jì)圖表、圖形、地圖等圖形化手段，將數(shù)據(jù)中包含的有用信息清晰、高效地傳達(dá)出來(lái)，以便于數(shù)據(jù)使用者更好地理解和分析數(shù)據(jù)，也方便管理團(tuán)隊(duì)、參觀人員討論、決策，其主要應(yīng)用領(lǐng)域包括氣象大數(shù)據(jù)的直觀展示、城市交通分布數(shù)據(jù)的全局概覽以及工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管情況呈現(xiàn)等。如圖1所示，在氣象數(shù)據(jù)可視化界面上，不同的“數(shù)據(jù)版塊”將被用來(lái)以多種形式（如數(shù)字、折線圖、柱狀圖，餅狀圖等）展示數(shù)據(jù)，每一個(gè)版塊對(duì)應(yīng)一種具體數(shù)據(jù)，同時(shí)關(guān)聯(lián)有一個(gè)固定的“標(biāo)題”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“Title”），當(dāng)數(shù)據(jù)版塊出現(xiàn)系統(tǒng)問(wèn)題，比如空白屏、文字重疊、圖文遮擋等，如果能夠確定某個(gè)版塊中Title的位置和大小，也就可以間接確定其數(shù)據(jù)顯示區(qū)域的位置和大小。然而大多數(shù)可視化軟件通常考慮到用戶(hù)體驗(yàn)和操作的便捷性，會(huì)允許用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行特殊處理、擴(kuò)展部分功能等操作，例如調(diào)整成位置可變、大小任意縮放的控件或窗口來(lái)顯示數(shù)據(jù)，由于這些改變的存在，使得其他用戶(hù)難以快速準(zhǔn)確地找出所需要的數(shù)據(jù)區(qū)域 [4-5]。因此，能否從數(shù)據(jù)可視化界面上快速自動(dòng)定位，并為用戶(hù)展示出所需數(shù)據(jù)區(qū)域成為本文研究的內(nèi)容。

無(wú)標(biāo)題.png

圖1　氣象數(shù)據(jù)可視化界面

近年來(lái)，深度學(xué)習(xí)技術(shù)的快速發(fā)展極大地推動(dòng)了目標(biāo)檢測(cè)在效率和精度上的提升，本研究針對(duì)上述問(wèn)題，擬通過(guò)目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)氣象數(shù)據(jù)可視化界面中的不同數(shù)據(jù)版塊自動(dòng)定位，從而展示出用戶(hù)需求的數(shù)據(jù)[6]。本研究提出一種基于改進(jìn)MobileNetV3-SSD的數(shù)據(jù)可視化區(qū)域?qū)崟r(shí)檢測(cè)方法，在標(biāo)準(zhǔn)SSD框架中結(jié)合MobileNetV3的深度可分離卷積技術(shù)以實(shí)現(xiàn)模型輕量化，并利用改進(jìn)FPN模塊對(duì)特征信息融合，可以快速精準(zhǔn)地找到目標(biāo)數(shù)據(jù)版塊的Title位置，從而通過(guò)控


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http://www.ihrv.cn/resource/share/2000006884


作者信息：

李文釗1，董曉煒2，趙芳1，楊才1

（1.重慶市氣象信息與技術(shù)保障中心， 重慶 401147；

2.重慶賽寶工業(yè)技術(shù)研究院有限公司， 重慶 400440）


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