基于多任务深度卷积神经网络的显著性对象检测算法

针对当前基于深度学习的显著性对象检测算法不能准确保存对象边缘的区域,从而导致检测出的显著性对象边缘区域模糊、准确率不高的问题,提出了一种基于多任务深度学习模型的显著性对象检测算法。首先,基于深度卷积神经网络（CNN）,训练一个多任务模型分别学习显著性对象的区域和边缘的特征;然后,利用检测到的边缘生成大量候选区域,再结合显著性区域检测的结果对候选区域进行排序和计算权值;最后提取出完整的显著性图。在三个常用标准数据集上的实验结果表明,所提方法获得了更高的准确率,其中F-measure比基于深度学习的算法平均提高了1.9%,而平均绝对误差（MAE）平均降低了12.6%。     

基于多模态多级特征聚合网络的光场显著性目标检测

现有基于深度学习的显著性检测算法主要针对二维RGB图像设计,未能利用场景图像的三维视觉信息,而当前光场显著性检测方法则多数基于手工设计,特征表示能力不足,导致上述方法在各种挑战性自然场景图像上的检测效果不理想。提出一种基于卷积神经网络的多模态多级特征精炼与融合网络算法,利用光场图像丰富的视觉信息,实现面向四维光场图像的精准显著性检测。为充分挖掘三维视觉信息,设计2个并行的子网络分别处理全聚焦图像和深度图像。在此基础上,构建跨模态特征聚合模块实现对全聚焦图像、焦堆栈序列和深度图3个模态的跨模态多级视觉特征聚合,以更有效地突出场景中的显著性目标对象。在DUTLF-FS和HFUT-Lytro光场基准数据集上进行实验对比,结果表明,该算法在5个权威评估度量指标上均优于MOLF、AFNet、DMRA等主流显著性目标检测算法。     

基于自适应叠合分割与深度神经网络的人数统计方法

基于监控视频的人数(人群)统计是人群行为的分析、资源的优化配置、现代安防、商业信息的采集以及智能管理等重要任务的基础,具有较高的研究意义与应用价值。近年来,数字图像处理技术以及深度学习理论的不断完善和发展,极大地促进了基于监控视频的人数统计的研究,但仍然无法很好地解决监控场景中人数统计准确率较低、高清图片耗时的问题。针对在待检对象尺度变化较大的情况下,基于对象检测的人数统计方法的准确率大幅下降的问题,提出一种基于自适应叠合分割与深度神经网络的人数统计方法。该方法的思想来源于注意力机制,同时充分利用了叠合分割块内人头对象的尺度信息和人数信息。实验结果表明,自适应叠合分割算法能够与现有深度神经网络对象检测模型相结合,并且相较于直接利用深度神经网络对象检测模型进行人数统计的方法, 该结合方法可以大幅提高人数统计的准确率。     

深度导向显著性检测算法

针对目前基于深度卷积神经网络的显著性检测算法存在对复杂场景图像目标检测不完整、背景噪声多的问题，提出一种深度特征导向显著性检测算法。该算法是基于现有底层特征与深度卷积特征融合模型（ELD）的改进，网络模型包含基础特征提取、高层语义特征跨层级引导传递两个部分。首先，根据不同层级卷积特征的差异性，构建跨层级特征联合的高层语义特征引导模型；然后，用改进的网络模型生成初始显著图，利用高层语义特征引导的方式进行显著性聚类传播；最后，用完全联系条件随机场对聚类传播的结果进行优化，使其能够获取更多结构边缘信息和降低噪声并生成完整显著图。在ECSSD上和DUT-ORMON两个数据集上进行实验测试，实验结果表明，所提算法的准确率和召回率（PR）优于ELD模型，其F-measure（F）值分别提升了7.5%和11%，平均绝对误差（MAE）值分别降低了16%和15%，说明了所提算法模型能够在目标识别、模式识别、图像索引等复杂图像场景应用领域得到更加鲁棒的结果。     

基于DenseNet分类的隧道裂缝检测研究

针对隧道裂缝人工识别低效、检修不便以及隧道环境复杂多变、检测易受噪声干扰等问题,文中提出一种基于深度学习的裂缝检测算法。通过神经网络对原始图像进行非裂缝区域过滤,减少无关背景信息的干扰,同时在分割算法基础上通过多维分类器将误识别的裂缝区域剔除。实验结果表明,密集连接卷积网络（DenseNet）在裂缝分类中最高可达99.95%的准确率,有效提升了隧道裂缝自动检测精度。     

基于GR-CNN算法的网络入侵检测模型设计与实现

针对现有网络入侵检测系统对网络行为检测准确率较低、实时性较差、泛化性能较低的问题,利用深度学习具有良好分类性能及强泛化能力等优点,设计基于增益率算法和卷积神经网络算法的网络入侵检测模型。采用增益率筛选数据集数据特征,在保证入侵检测准确率的同时,缩短卷积神经网络训练时间。实验结果表明,该模型相比其他基于机器学习的入侵检测模型具有较高的准确率和较强的泛化能力,同时优化卷积神经网络训练方式,保证准确率的同时使神经网络训练时间减少了77%。     

融合深度特征和多核增强学习的显著目标检测

目的 针对现有基于手工特征的显著目标检测算法对于显著性物体尺寸较大、背景杂乱以及多显著目标的复杂图像尚不能有效抑制无关背景区域且完整均匀高亮显著目标的问题,提出了一种利用深度语义信息和多核增强学习的显著目标检测算法。方法 首先对输入图像进行多尺度超像素分割计算,利用基于流形排序的算法构建弱显著性图。其次,利用已训练的经典卷积神经网络对多尺度序列图像提取蕴含语义信息的深度特征,结合弱显著性图从多尺度序列图像内获得可靠的训练样本集合,采用多核增强学习方法得到强显著性检测模型。然后,将该强显著性检测模型应用于多尺度序列图像的所有测试样本中,线性加权融合多尺度的检测结果得到区域级的强显著性图。最后,根据像素间的位置和颜色信息对强显著性图进行像素级的更新,以进一步提高显著图的准确性。结果 在常用的MSRA5K、ECSSD和SOD数据集上与9种主流且相关的算法就准确率、查全率、F-measure值、准确率—召回率（PR）曲线、加权F-measure值和覆盖率（OR）值等指标和直观的视觉检测效果进行了比较。相较于性能第2的非端到端深度神经网络模型,本文算法在3个数据集上的平均F-measure值、加权F-measure值、OR值和平均误差（MAE）值,分别提高了1.6%,22.1%,5.6%和22.9%。结论 相较于基于手工特征的显著性检测算法,本文算法利用图像蕴含的语义信息并结合多个单核支持向量机（SVM）分类器组成强分类器,在复杂图像上取得了较好的检测效果。     

基于密集连接卷积神经网络的远程监督关系抽取

密集连接卷积神经网络(DenseNet)是一种新型深度卷积神经网络架构,通过建立不同层间的连接关系,来确保网络层与层间最大程度的信息传输。在文本远程监督关系抽取任务中,针对现有神经网络方法使用浅层网络提取特征的局限,设计了一种基于密集连接方式的深度卷积神经网络模型。该模型采用五层卷积神经网络构成的密集连接模块和最大池化层作为句子编码器,通过合并不同层次的词法、句法和语义特征,来帮助网络学习特征,从而获取输入语句更丰富的语义信息,同时减轻深度神经网络的梯度消失现象,使得网络对自然语言的表征能力更强。模型在NYT-Freebase数据集上的平均准确率达到了82.5%,PR曲线面积达到了0.43。实验结果表明,该模型能够有效利用特征,并提高远程监督关系抽取的准确率。     

融合边缘信息的显著性目标检测

为了解决显著性检测中图像的低对比度区域和边缘区域存在误检测的问题.提出包含边缘检测子网络和显著性检测子网络的双分支网络模型.在自顶向下的信息流传递过程中，边缘检测子网络和显著性检测子网络分别独立学习边缘信息和显著性信息.设计信息交互模块和特征聚合模块，使得两个子网络将各自学到的特征信息逐层融合.边缘检测子网络，由真值图通过距离变换生成的边缘真值图进行监督，边缘检测子网络仅用于训练阶段.在5个经典数据集上进行的实验结果表明：相比于其他12种主流的检测方法，在F度量，平均绝对误差，结构化度量，精确率-召回率等指标中，本文方法均有明显的提升.基于边缘检测子网络提供的边缘信息能有效引导模型区分出低对比度图片中的边缘部分，得到边缘轮廓完整的显著图.该方法生成的显著图边缘轮廓连续性更好，空间结构细节信息更清晰，对低对比度区域更敏感.     

融合骨骼数据的弱监督视频行为检测方法研究

在视频理解任务中,为了减少行为检测任务中的数据标注成本同时提高检测精度,本文提出一种基于骨骼数据的弱监督视频行为检测方法,使用视频级的类别标注对行为检测网络进行弱监督训练.本文以二维人体骨骼数据和RGB图像数据作为网络输入,利用循环神经网络从骨骼数据中提取时域信息并送入全连接层输出所需的特征.骨骼数据提取的特征与RGB数据提取的特征分别传入注意力网络生成相应的权重,用来生成加权特征与加权时序类别激活图值.最后根据加权特征与加权时序类别激活图值进行行为的分类与时域定位.实验结果表明,所提出的结合人体骨骼数据的算法比有监督算法少使用了数据的时间标注.算法在THUMOS14数据集和ActivityNet1.3数据集上能够提高检测准确率.     

基于图割精细化和可微分聚类的无监督显著性目标检测

针对传统显著性检测算法分割精度低以及基于深度学习的显著性检测算法对像素级人工注释数据依赖性过强等不足,提出一种基于图割精细化和可微分聚类的无监督显著性目标检测算法。该算法采用由“粗”到“精”的思想,仅利用单张图像的特征便可以实现精确的显著性目标检测。首先利用Frequency-tuned算法根据图像自身的颜色和亮度得到显著粗图,然后根据图像的统计特性进行二值化并结合中心优先假设得到显著目标的候选区域,进而利用基于单图像进行图割的GrabCut算法对显著目标进行精细化分割,最后为克服背景与目标极为相似时检测不精确的困难,引入具有良好边界分割效果的无监督可微分聚类算法对单张显著图做进一步的优化。所提出的算法在ECSSD和SOD数据集上进行测试并与现有的7种算法进行对比,结果表明得到的优化显著图更接近于真值图,在ECSSD和SOD数据集上分别实现了14.3%和23.4%的平均绝对误差（MAE）。     

深度学习目标检测方法综述

目标检测的任务是从图像中精确且高效地识别、定位出大量预定义类别的物体实例。随着深度学习的广泛应用,目标检测的精确度和效率都得到了较大提升,但基于深度学习的目标检测仍面临改进与优化主流目标检测算法的性能、提高小目标物体检测精度、实现多类别物体检测、轻量化检测模型等关键技术的挑战。针对上述挑战,本文在广泛文献调研的基础上,从双阶段、单阶段目标检测算法的改进与结合的角度分析了改进与优化主流目标检测算法的方法,从骨干网络、增加视觉感受野、特征融合、级联卷积神经网络和模型的训练方式的角度分析了提升小目标检测精度的方法,从训练方式和网络结构的角度分析了用于多类别物体检测的方法,从网络结构的角度分析了用于轻量化检测模型的方法。此外,对目标检测的通用数据集进行了详细介绍,从4个方面对该领域代表性算法的性能表现进行了对比分析,对目标检测中待解决的问题与未来研究方向做出预测和展望。目标检测研究是计算机视觉和模式识别中备受青睐的热点,仍然有更多高精度和高效的算法相继提出,未来将朝着更多的研究方向发展。     

基于深度学习的显著性目标检测综述

随着深度学习的不断发展,基于深度学习的显著性目标检测已经成为计算机视觉领域的一个研究热点。首先对现有的基于深度学习的显著性目标检测算法分别从边界/语义增强、全局/局部结合和辅助网络三个角度进行了分类介绍并给出了显著性图,同时对三种类型方法进行了定性分析比较;然后简单介绍了基于深度学习的显著性目标检测常用的数据集和评估准则;接着对所提基于深度学习的显著性目标检测方法在多个数据集上进行了性能比较,包括定量比较、P-R曲线和视觉比较;最后指出现有基于深度学习的显著性目标检测方法在复杂背景、小目标、实时性检测等方面的不足,并对基于深度学习的显著性目标检测的未来发展方向,如复杂背景、实时、小目标、弱监督等显著性目标检测进行了探讨。     

基于深度图像增益的RGB-D显著性物体检测

深度信息已被证明在显著性物体检测中是一个实用信息,但是深度信息和RGB信息如何更好地实现互补从而达到更高的性能仍是一个值得探究的事情。为此,本文提出一种基于深度图像增益的RGB-D显著性物体检测方法。在双分支的网络结构中增加一个增益子网,采用显著图作差的方法获得深度图片为显著性检测带来的增益,作为增益子网预训练的伪GT。三分支网络分别获取RGB特征、深度特征和深度增益信息,最终将三分支的特征进行融合得到最终的显著性物体检测的结果,增益信息为双分支特征融合提供融合依据。基于深度图像增益的显著性物体检测实验结果表明,该方法得到的显著性物体前景物体更加突出,在多个实验数据集上也有着更优秀的表现。     

基于高斯差分特征网络的显著目标检测

中心-邻域对比度理论作为具有生理学依据的一种线索,在传统显著性检测模型中获得了广泛应用,然而该理论却很少显式地应用在基于深度卷积神经网络（CNN）的模型中。为了将经典的中心-邻域对比度理论引入深度卷积网络中,提出了一种基于高斯差分（DoG）特征网络的显著目标检测模型。首先通过在多个尺度的深度特征上构造高斯差分金字塔（DGP）结构以感知图像中显著目标的局部突出特性,进而用所得到的差分特征对语义信息丰富的深度特征进行加权选择,最终实现对显著目标的准确提取。进一步地,在提出的网络设计中采用标准的一维卷积来实现高斯平滑过程,从而在降低计算复杂度的同时实现了网络端到端的训练。通过把所提模型与六种显著目标检测算法在四个公用数据集上的实验结果进行对比,可知所提模型取得的结果在平均绝对误差（MAE）和最大F度量值的定量评价中均取得了最优表现,尤其是在DUTS-TE数据集上所提模型取得的结果的最大F度量值和平均绝对误差分别达到了0.885和0.039。实验结果表明,所提模型在复杂自然场景中对于显著目标具有良好的检测性能。     

多尺度卷积神经网络显著物体检测

目的 传统显著性检测模型大多利用手工选择的中低层特征和先验信息进行物体检测,其准确率和召回率较低,随着深度卷积神经网络的兴起,显著性检测得以快速发展。然而,现有显著性方法仍存在共性缺点,难以在复杂图像中均匀地突显整个物体的明确边界和内部区域,主要原因是缺乏足够且丰富的特征用于检测。方法 在VGG（visual geometry group）模型的基础上进行改进,去掉最后的全连接层,采用跳层连接的方式用于像素级别的显著性预测,可以有效结合来自卷积神经网络不同卷积层的多尺度信息。此外,它能够在数据驱动的框架中结合高级语义信息和低层细节信息。为了有效地保留物体边界和内部区域的统一,采用全连接的条件随机场（conditional random field,CRF）模型对得到的显著性特征图进行调整。结果 本文在6个广泛使用的公开数据集DUT-OMRON（Dalian University of Technology and OMRON Corporation）、ECSSD（extended complex scene saliency dataset）、SED2（segmentation evalution database 2）、HKU、PASCAL-S和SOD（salient objects dataset）上进行了测试,并就准确率—召回率（precision-recall,PR）曲线、F测度值（F-measure）、最大F测度值、加权F测度值和均方误差（mean absolute error,MAE）等性能评估指标与14种最先进且具有代表性的方法进行比较。结果显示,本文方法在6个数据集上的F测度值分别为0.696、0.876、0.797、0.868、0.772和0.785;最大F测度值分别为0.747、0.899、0.859、0.889、0.814和0.833;加权F测度值分别为0.656、0.854、0.772、0.844、0.732和0.762;MAE值分别为0.074、0.061、0.093、0.049、0.099和0.124。无论是前景和背景颜色相似的图像集,还是多物体的复杂图像集,本文方法的各项性能均接近最新研究成果,且优于大多数具有代表性的方法。结论 本文方法对各种场景的图像显著性检测都具有较强的鲁棒性,同时可以使显著性物体的边界和内部区域更均匀,检测结果更准确。     

动态背景下空时特性均显著的运动目标检测

从序列图像中提取变化区域是运动检测的主要作用,动态背景的干扰严重影响检测结果,使得有效性运动检测成为一项困难工作。受静态图像显著性检测启发,提出了一种新的运动目标检测方法,采用自底向上与自顶向下的视觉计算模型相结合的方式获取图像的空时显著性：先检测出视频序列中的空间显著性,在其基础上加入时间维度,利用改进的三帧差分算法获取具有运动目标的时间显著性,将显著性目标的检测视角由静态图像转换为空时性均显著的运动目标。实验和分析结果表明：新方法在摄像机晃动等动态背景中能较准确检测出空时均显著的运动目标,具有较高的鲁棒性。     

基于背景学习的显著物体检测

目的 显著物体检测的目标是提取给定图像中最能吸引人注意的物体或区域,在物体识别、图像显示、物体分割、目标检测等诸多计算机视觉领域中都有广泛应用。已有的基于局部或者全局对比度的显著物体检测方法在处理内容复杂的图像时,容易造成检测失败,其主要原因可以总结为对比度参考区域设置的不合理。为提高显著物体检测的完整性,提出背景驱动的显著物体检测算法,在显著值估计和优化中充分利用背景先验。方法 首先采用卷积神经网络学习图像的背景分布,然后从得到的背景图中分割出背景区域作为对比度计算参考区域来估计区域显著值。最后,为提高区域显著值的一致性,采用基于增强图模型的优化实现区域显著值的扩散,即在传统k-正则图局部连接的基础上,添加与虚拟节点之间的先验连接和背景区域节点之间的非局部连接,实现背景先验信息的嵌入。结果 在公开的ASD、SED、SOD和THUS-10000数据库上进行实验验证,并与9种流行的算法进行对比。本文算法在4个数据库上的平均准确率、查全率、F-measure和MAE指标分别为0.873 6、0.795 2、0.844 1和0.112 2,均优于当前流行的算法。结论 以背景区域作为对比度计算参考区域可以明显提高前景区域的显著值。卷积神经网络可以有效学习图像的背景分布并分割出背景区域。基于增强图模型的优化可以进一步实现显著值在前景和背景区域的扩散,提高区域显著值的一致性,并抑制背景区域的显著性响应。实验结果表明,本文算法能够准确、完整地检测图像的显著区域,适用于复杂图像的显著物体检测或物体分割应用。