基于RFA-LinkNet模型的高分遥感影像水体提取

针对现阶段卷积神经网络模型在复杂地物背景下水体提取精度低、多尺度特征捕获能力差、模型复杂的问题,基于LinkNet模型提出一种结合RFB模块和通道注意力机制的RFA-LinkNet高分辨率光学遥感影像水体提取模型.首先,将RFB模块用于获取高阶水体语义信息与多尺度特征;其次,利用通道注意力机制,对特征编码和解码的特征进行加权融合,抑制背景特征,增强水体语义.与现有卷积神经网络模型相比,提出方法不仅具有高效的性能和鲁棒性,而且能实现高精度的水体提取.     

基于多尺度特征融合的水果图像识别算法研究

水果图像识别是智能采摘系统中最重要的组成部分.针对现阶段水果图像识别过程中存在的漏检和误检现象,为进一步提高识别准确率,研究了基于多尺度特征融合的水果图像识别算法.首先,为避免训练过程中出现欠拟合现象,对Fruits-360中的水果图像进行数据扩充,并进一步灰度归一化处理以减少计算量.随后采用ResNet-50作为骨干网络,并在骨干网络的基础上建立多尺度采样层,使用1×1、3×3和5×5的卷积核在拓宽网络宽度的同时进行特征提取,多尺度网络层整体增加BN层,即在每个卷积层之后都增加BN层.使在ResNet-50提取的原始特征基础上获取语义信息更加丰富的特征图.最后采用梯度下降法优化网络,得到最终的识别模型.实验结果表明,所提算法识别精度高,可准确的对水果图像经识别,识别精度高达99.4％,在相同数据集的情况下,优于目前主流算法,可为水果自动采摘技术提供帮助.     

眼底病变OCT图像的轻量化识别算法

为了准确、方便地识别多类型眼底病变，提出光学相干断层扫描技术（OCT）图像的轻量化分类模型MB-CNN.降低卷积核的使用个数，调节每个阶段卷积块的使用比例，设计轻量化主干网络L-Resnet，通过加深网络深度增强对深层语义信息的提取.使用深度可分离卷积设计多尺度卷积块MultiBlock，利用MultiBloc深度挖掘病灶区域的特征，使用不同的卷积核提取不同尺寸病变的特征，提高网络对病变OCT图像的识别能力.构建特征融合模块FFM，融合浅层信息和深层信息，充分提取病变特征的纹理和语义信息，提高对小目标病变的识别能力.实验结果显示，MB-CNN在UCSD、 Duke和NEH3个数据集上的总体分类精度分别达到97.2%、 99.92%和94.37%，模型参数量明显降低，所提模型能够针对眼底的多种病变进行分类.     

基于改进VGG-16和通道注意力机制的脑电图抑郁症辅助检测

利用脑电图信号,结合深度学习方法进行抑郁症辅助诊断目前仍存在特征提取不足及模型诊断准确率不高的问题。为了提取更具表征抑郁症的特征,提高抑郁症辅助诊断的准确率,本文从特征提取和网络框架两个方面进行改进,提出一种结合改进VGG-16和基于压缩激励网络的通道注意力机制（SEMod-VGG）的抑郁症辅助检测模型。首先,提取脑电图信号中α（Alpha）、θ（Theta）和β（Beta）频段的微分熵特征,与对应通道的功率谱密度特征相融合,构成一种同时具有时频属性和能量属性的四维融合特征;其次,针对该四维特征,改进现有的VGG-16模型,同时采用5*5和7*7两种不同尺度的卷积核,在提取脑电信号的时频信息和功率信息的同时,提高特征的泛化表征能力;再将基于压缩激励网络的通道注意力与改进的检测模型相结合,对电极通道的权重进行二次标定;最后采用十折交叉验证优化最小二乘支持向量机,改善传统支持向量机的局限性。本文所提模型在准确率,召回率以及网络性能这三个方面进行实验评估,在MODMA数据集上的结果表明：当使用四维融合特征作为输入时,SEMod-VGG可得到最佳的分类精度,分别为3通道92.21%,16通道93.47%以及128通道95.76%;同时模型的检测召回率也达到较高水平,分别为3通道91.57%,16通道92.46%以及128通道96.80%。相较于现有的抑郁症辅助检测模型,本文所提出的融合特征对抑郁症的表征性更强,且所提出的模型在检测准确率,召回率以及模型效率上均取得明显提升。     

基于多时长特征融合的人体行为识别方法

对于视频中的人体行为识别问题,提出了多时长特征融合模块以提取多种具有不同时长的行为信息,多时长特征融合模块由多个具有不同时间维度的3D卷积核计算并联组成,并结合密集连接模块设计了一种基于多时长信息特征融合的密集连接卷积神经网络。该网络对从视频中提取的序列图像进行特征学习,有效地提取了动态行为特征,并对其进行分类。同时,提出了一种3D卷积神经网络预训练策略,实现了从2D到3D卷积神经网络的迁移学习。实验结果表明:该方法能够对视频中的人体行为进行有效地识别,在UCF101与HMDB51数据集上分类准确率分别达到87.1%与58.3%。     

基于注意力卷积神经网络的图像篡改定位算法

为防止对图像内容进行操作(如拼接),提出一种基于注意力卷积神经网络的图像篡改定位算法,称为CA-Net。尽管卷积神经网络强大的特征学习和映射能力可依次获取丰富的空间特征,但是本文提出使用不同采样步长的并行孔洞卷积层以提取多尺度特征。同时,为了更好地利用特征通道信息,在解码网中额外引入通道注意力模块。实验采用Synthesized图像库进行训练,在两组图像库上NC2016和CASIA进行微调和测试。实验结果表明:提出的并行孔洞卷积层和通道注意力模块能明显提高篡改定位结果,与一些最新主流算法相比,CANet在两个标准图像库上表现最优。     

基于多尺度卷积神经网络的交通标志识别方法

为了提升交通标志自动识别的精度,提出一种基于多尺度CNN的交通标志识别方法(TSR -MSCNN算法).该方法采用三阶段卷积神经网络,融合了低阶、中阶和高阶3种不同尺度的特征,并串联了多个小卷积层用以代替单个较大卷积层.通过对全连接层的神经元个数、Dropout参数、卷积核尺寸等网络超参数进行选比实验,获得了最佳的网络超参数.利用德国交通标志基准数据库(GTSRB)对不同算法进行测试表明,本文提出的算法在较小的网络参数量下能够有效提取交通标志特征,获取的识别准确率达到99.76%,且显著优于传统卷积神经网络方法和多尺度特征方法的识别准确率,因此本文算法在图像识别领域有良好的应用价值.     

基于多重多尺度融合注意力网络的建筑物提取

针对全卷积神经网络模型在进行建筑物提取时易产生过度分割以及内部空洞的问题,提出基于多重多尺度融合注意力网络（MMFA-Net）的高分辨率遥感影像建筑物提取方法. 该方法以U-Net为主体架构,设计2个模块：多重高效通道注意力（MECA）和多尺度特征融合注意力（MFA）. MECA设计在模型跳跃连接中,通过权重配比强化有效特征信息,避免注意力向无效特征的过渡分配;采用多重特征提取,减少有效特征的损失. MFA被嵌入模型底部,结合并行连续中小尺度空洞卷积与通道注意力,获得不同的空间特征与光谱维度特征,缓解空洞卷积造成的大型建筑物像素缺失问题. MMFA-Net通过融合MECA和MFA,提高了建筑物提取结果的完整度和精确率. 将模型在WHU、Massachusetts和自绘建筑物数据集上进行验证,在定量评价方面优于其他5种对比方法,F₁分数和IoU分别达到93.33%、87.50%;85.38%、74.49%和88.46%、79.31%.     

基于全局深度分离卷积残差网络的高效人脸识别算法

深度学习模型的复杂性影响了人脸识别的实时性能,限制了人脸识别算法在实际场景中的应用。针对这一问题,提出了一种基于全局深度分离卷积的残差学习神经网络,首先利用小卷积核提取人脸图像局部细节信息,采用深度残差学习网络作为骨干网络提取不同层次特征,然后根据人脸特征分布的空间重要性使用全局深度可分离卷积调整学习权重,加速精炼深层抽象特征,通过这一机制获取判别能力更强的特征向量进行人脸识别。在CASIA-Webface与Extend Yale-B人脸数据集中的识别率分别达到了82.1%与99.8%。     

高效通道注意力和特征融合的协同显著性检测算法

针对现有的协同显著性检测算法在多显著目标复杂场景下表现不佳的问题,提出了一种基于高效通道注意力和特征融合的协同显著性检测算法。首先,检测算法利用预训练的深度卷积神经网络对场景进行多尺度特征的提取,结合边缘显著信息设计了显著性语义特征提取模块,以避免全卷积神经网络导致边缘信息的缺失;其次,通过内积基本原理得到组内图片间的关联性信息并根据其关联程度进行自适应加权,结合高效通道注意力层设计了协同特征提取算法;最后,为了将各级高层语义特征经过协同显著性特征提取之后的结果与浅层次的特征进行融合,并实现对预测结果进行多分支同步监督,设计了基于高效通道注意力的特征融合模块。通过对3个经典的数据集进行测试,并与6种现有的协同显著检测算法进行对比,结果表明本文所提算法提高了复杂场景中图像的协同显著性检测的精度以及边缘信息的丰富程度,并具有更优的协同显著性信息检测性能;通过消融实验进一步验证了所提设计算法各个模块的有效性和必要性。