短讯

近日,2011年国际计算机视觉算法竞赛PASCAL VOC（The PASCAL Visual Object Classes Challenge 2011）结果揭晓,中国科学院自动化研究所的智能视频监控研究团队获得＂图像目标检测＂项目冠军和＂图像目标分类＂项目亚军。这也是该团队继2010年之后再次问鼎＂图像目标检测＂的冠军。     

提取目标区域词袋特征的图像分类方法

规则网格是视觉词袋模型中常用的图像检测方法,该方法抽取图像所有区块,获得背景区块和目标区块完整的图像信息。事实上,抽取的背景区块信息对类别的判定往往会有一定的混淆作用。以“摩托车”类和“小汽车”类的图像为例,这两类图像背景特征相似,大多都是道路,一般的分类方法很可能将它们分为相同类别。可见,背景信息会干扰图像分类结果。因此,提出一种提取目标区域词袋特征的图像分类方法。利用图像分割去除背景信息提取目标区域;对目标区域构建视觉词袋模型;使用SVM分类器对图像进行分类。PASCAL VOC2006及PASCAL VOC2010数据集上的实验结果表明,提取目标区域词袋特征的图像分类方法具有较好的分类性能。     

基于似物性的快速视觉目标识别算法

针对视觉目标识别算法实时性较差的问题,基于似物性提出一种面向视觉目标识别的可变部件模型改进算法。该算法首先对图像进行二进制归一化的似物性检测,并利用检测结果形成视觉目标候选框;然后使用目标识别算法对候选区域进行似然判决,比滑动窗口法缩短了搜索时间;最后通过一个快速扩大-缩小算法对检测目标进行尺度修正,提高目标框的准确度。在PASCAL 图像库上的识别结果表明:该识别方法在准确率上优于当前主流的检测模型,计算耗时较级联DPM算法减少约50%。     

基于似物性判别的视觉目标检测方法

提出了一种基于似物性判定理论的单图像视觉目标检测算法.在组合几何学的引导下遴选候选图像窗口;应用创新提出的基于图像分割的结构化特征结合支持向量机对候选窗口的似物性进行评分;根据评分对候选窗口进行排序遴选.在PASCAL VOC2007数据集上进行了定量验证,结果表明:当候选集容量为1000时,算法可达到96.1%的召回率.检测性能优于目标识别领域的4种经典算法.     

基于无锚框目标检测算法的多样性感受野注意力特征补偿

作为目标检测的研究热点之一,无锚框算法摒弃大量预定义框的设置而采取逐像素的方式进行预测。即便如此,它仍不能够很好地处理重叠目标。此外,该算法获取图像的全局信息能力较弱且易出现感受野不匹配。因此,提出2种改进方法：多样性感受野注意力机制和全局信息指导特征融合。PASCAL VOC和MS COCO数据集上广泛的实验证实了改进方法的有效性。与基线FCOS相比,本文方法的检测精度在PASCAL VOC上提升了1.4%,在MS COCO上的精确度为42.8%,检测性能明显优于许多先进算法。     

分割位置提示的可变形部件模型快速目标检测

针对滑动窗口目标检测方法需要穷举搜索目标、检测速度较慢的问题, 提出一种可变形部件模型候选点检测算法.图像先经过两种不同原理的分割方法预处理, 尽量使至少一个分割接近目标真实位置,分割的左上角附近称为候选点. 然后,将可变形部件模型作为底层检测器,模型的训练和测试都只在候选点上进行, 这大大提高了检测速度.在PASCAL 2007数据集上的实验结果表明, 候选点检测在一半类别上的正确率超过了穷举搜索方法.     

基于轮廓几何稀疏表示的刚性目标模型及其分级检测算法

刚性目标轮廓具有明显几何特性且不易受光照、纹理和颜色等因素影响.结合上述特性和图像稀疏表示原理,提出一种适用于刚性目标的分级检测算法.在基于部件模型(Part-based model, PBM)的框架下,采用匹配追踪算法将目标轮廓自适应地稀疏表示为几何部件的组合,根据部件与目标轮廓的匹配度,构建描述部件空间关系的有序链式结构.利用该链式结构的有序特性逐级缩小待检测范围,以匹配度为权值对各级部件显著图进行加权融合生成目标显著图. PASCAL图像库上的检测结果表明,该检测方法对具有显著轮廓特征的刚性目标有较好的检测结果,检测时耗较现有算法减少约60%~90%.     

基于改进Faster R-CNN的小目标检测算法

针对图像纹理细节等高频特征在基于卷积神经网络模型的特征提取过程中丢失，从而导致小目标检测效果较差的问题，提出一种多层频域特征融合的目标检测算法。算法以Faster R-CNN为基础框架，使用高频增强后的图像和对比度增强后的图像作为算法输入样本，提高了待检测图像质量；针对总像素面积较小的目标，更改RPN网络中的锚点尺度，并利用多尺度卷积特征融合的方法，融合来自不同特征层的特征，解决了小目标在深层特征图中特征信息丢失的问题。实验结果表明，所提算法在DAGM 2007数据集上具有良好的性能，平均精度均值mAP达到了97.9%,在PASCAL VOC 2007测试集上对小目标的mAP也明显优于原始Faster R-CNN的。     

面向多尺度目标检测的改进Faster R-CNN算法

由于多尺度目标检测中图像目标尺度差异性大,基于单层次特征提取的目标检测算法或者导致小目标特征提取丢失、扭曲,或者导致大目标特征提取冗余度过高,检测效果不理想.为此,基于Faster R-CNN思想,提出一种多尺度目标检测算法.首先采用多层次提取特征策略提取多尺度目标特征;然后统计目标真实框大小与纵横比,设置锚点规格;最后采用多通道方法生成多尺度目标候选框.基于PASCAL VOC数据集的实验结果表明,该算法总体漏检率为9.7%,平均精度的均值为75.2%,检测性能较当前主流的多尺度目标检测算法有一定的提高.     

基于注意力机制和元特征二次重加权的小样本目标检测

在基于迁移学习的小样本目标检测任务中,由于缺乏关注图像中待检测目标的注意力机制,所以现有模型对于待检测目标周边背景区域的抑制能力不强,且在迁移学习过程中通常需要对元特征进行微调来实现跨域共享,这将引起元特征偏移,从而导致模型对大样本图像检测能力的下降。针对上述问题,基于注意力机制和元特征二次重加权机制,提出改进的元特征迁移模型Up-YOLOv3。首先,在原始元特征迁移模型Base-YOLOv2中引入基于卷积块注意力模块（CBAM）的注意力机制,使特征提取网络聚焦于图像中的目标区域并关注图像目标类别的细节特征,从而提升模型对小样本图像目标的检测性能;其次,引入基于压缩?激励（SE）的元特征二次重加权模块（SE-SMFR）对大样本图像的元特征进行二次重加权,以获取二次重加权元特征,使模型在提升小样本目标检测性能的同时也能减小大样本图像元特征信息的权重偏移。实验结果表明,在PASCAL VOC2007/2012数据集上,相较于Base-YOLOv2,Up-YOLOv3针对小样本图像检测的平均准确率均值（mAP）提升了2.3~9.1个百分点;相较于原始的基于YOLOv3元特征迁移模型Base-YOLOv3,Up-YOLOv3针对大样本图像的mAP提升了1.8~2.4个百分点。可见,改进后模型对不同类别的大样本图像和小样本图像均具有良好的泛化能力和鲁棒性。     

基于特征通道建模的目标检测方法

针对直接利用多尺度融合特征图进行目标检测时鲁棒性较差的问题,提出一种对图像全局信息进行多维建模的检测方法。采用多阶段的特征复用和特征融合减少特征间相关性损失,设计广度通道建模分支（BCMB）与深度通道建模分支（DCMB）弥补因感受野变化造成的图像空间信息不足,并丰富图像中各个目标间的上下文信息。通过BCMB建立宽高方向的二维通道矩阵,对多层级的感受野进行建模,进而丰富模型对图像的空间感知,完成目标定位。使用DCMB建立深度方向的一维通道向量,提炼图像的全局特征,丰富模型对图像的上下文描述,完成目标分类。将2个分支生成的通道图与输入特征进行加权融合,增强图像通道表达力,使输出的特征对目标的位置和类别信息更敏感。在PASCAL VOC 2007测试数据集上的实验结果表明,该方法的mAP值为85.8%,与未使用通道建模的Baseline方法相比,最高可提升3.2个百分点。     

2011联想idea彪悍的小y营销创意大赛

20I1年6月7日,来自全国的十支大学生优秀团队齐聚北京,在“霸气外露非你莫属”2011联想idea彪悍的小y营销创意大赛全国总决赛的舞台上展示年青一代的飞扬风华。经过激烈的角逐,最终代表四川大学的“无穷Y”团队获得了此次大赛的冠军,南京邮电大学的“六根筋”团队和北京邮电大学的YOY团队分获亚军和季军。     

基于卷积特征融合的通用目标检测方法

针对现有目标检测算法在检测时易受到图像尺度变化、目标间遮挡或截断等因素影响的问题,对卷积神经网络（convolutional neural network,CNN）中不同层次的特征进行了研究,提出了一种融合深度网络卷积特征的目标检测算法。算法采用多阶段的特征复用和特征融合减少特征间相关性的损失,最终在PASCAL VOC 2007测试数据集上达到了84.21%的mAP （mean average precison,平均精度均值）值;与未使用特征融合方法以及使用传统特征融合的方法相比,提出的方法分别提高了4.41%和2.71%。     

基于显著图的弱监督实时目标检测

深度卷积神经网络(Deep convolutional neural network,DCNN)在目标检测任务上使用目标的全标注来训练网络参数,其检测准确率也得到了大幅度的提升.然而,获取目标的边界框(Bounding-box)标注是一项耗时且代价高的工作.此外,目标检测的实时性是制约其实用性的另一个重要问题.为了克服这两个问题,本文提出一种基于图像级标注的弱监督实时目标检测方法.该方法分为三个子模块:1)首先应用分类网络和反向传递过程生成类别显著图,该显著图提供了目标在图像中的位置信息;2)根据类别显著图生成目标的伪标注(Pseudo-bounding-box);3)最后将伪标注看作真实标注并优化实时目标检测网络的参数.不同于其他弱监督目标检测方法,本文方法无需目标候选集合获取过程,并且对于测试图像仅通过网络的前向传递过程就可以获取检测结果,因此极大地加快了检测的速率(实时性).此外,该方法简单易用;针对未知类别的目标检测,只需要训练目标类别的分类网络和检测网络.因此本框架具有较强的泛化能力,为解决弱监督实时检测问题提供了新的研究思路.在PASCAL VOC 2007数据集上的实验表明:1)本文方法在检测的准确率上取得了较好的提升;2)实现了弱监督条件下的实时检测.     

基于多尺度感受野融合的小目标检测算法

针对通用目标检测算法在检测小目标时检测精度低的问题,提出一种基于多尺度感受野融合的小目标检测算法S-RetinaNet。该算法采用残差神经网络（residual neural network,ResNet）提取出图像的特征,利用递归特征金字塔网络（recursive feature pyramid network,RFPN）对特征进行融合,通过多尺度感受野融合模块（multiscale receptive field fusion,MRFF）分别处理RFPN的三个输出,提升对小目标的检测能力。实验表明,相比改进前的RetinaNet算法,S-RetinaNet算法在PASCAL VOC数据集上的均值平均精度（mean average precision,mAP）和MS COCO数据集上的平均精度（average precision,AP）分别提高了2.3和1.6个百分点,其中小目标检测精度（average precision small,APS）更为显著,提升了2.7个百分点。     

跨层融合和感受野扩增的SSD目标检测算法

鉴于SSD(Single Shot Multibox Detector)不同层缺乏信息的交互以及模型感受野的限制，提出了一种改进的SSD目标检测算法——ESSD(Enhanced SSD),以提高目标检测的准确性。首先，使用SSD模型中原有的多尺度特征图，利用FPN(Feature Pyramid Networks)的思想，设计了一种跨层信息交互模块，在增强了不同层的语义信息能力的同时减小了不同层的信息差异。然后，为了提高模型的感受野和多尺度检测能力，设计了一种感受野扩增模块。最后，采用批处理归一化层缩短训练时间，以提高模型的收敛速度。为了评价ESSD的有效性，在PASCAL VOC2007测试集以及PASCAL VOC2012测试集上进行了实验。实验结果表明，在PASCAL VOC2007数据集上其mAP为82.1%且检测速度为15.7FPS,相比原有的SSD512,其mAP提升了2.3%;在PASCAL VOC2012测试集上其mAP达到了80.6%,也比SSD512高2.1%。实验证明了ESSD检测器在达到较高检测精度的情况下，仍然可以满足实时性。     

基于稀疏表示的可变形部件模型目标检测

基于可变形部件模型DPM的目标检测算法采用方向梯度直方图HOG进行特征表示,由于HOG无法处理模糊的边界而且忽略了平滑的特征区域,从而影响了DPM算法的性能。为了提高DPM的性能,提出了一种基于稀疏表示的可变形部件模型目标检测的方法。该方法利用稀疏编码构建一种新的特征描述子来取代原可变形部件所使用的方向梯度直方图,新的特征描述子能够描述物体更多的信息,对图像中的噪声不敏感。实验结果表明,该方法在PASCAL VOC 2012数据集上提高了原可变形部件模型算法的精度。     

东北大学——智能技术与科普展示

正一、团队简介东北大学人工智能与机器人研究所NEWNEU创新团队,具有15年科普创作与研发经验,曾获得过中国第一个机器人足球世界杯冠军,是东北地区唯一一个全国科普创作与产品研发示范团队,在2013年示范团队评比中全国排名第一,团队建设的机器人科普基地被命名为辽宁省科普基地。团队由10名专职科研人员和30余名在校师生组成,专业背景涵盖计算机、自动化、机械、艺术设计等多个领域。在信息科学与工程学院赵姝颖教授带领下,依托扎实     

基于多层上下文卷积神经网络的目标检测算法

目标检测提取的特征信息不足,导致识别小目标或被遮挡目标时精确度不高.因此,文中提出多层上下文卷积网络(MLC-CNN),通过提取多层上下文信息特征并结合物体特征进行目标检测.MLC-CNN由区域生成网络(RPN)和多层上下文信息(MLC)两个子网络组成,RPN获取固定长度的特征向量作为目标特征,MLC获取不同层特征图上对应的上下文信息特征,最后融合两部分特征.此外,为了解决数据不均衡问题,融入难负样本训练.在PASCAL VOC2007和PASCAL VOC2012数据集上的实验表明,MLC-CNN的均值平均精度(mAP)具有明显提高.     

融合GIoU和Focal loss的YOLOv3目标检测算法

YOLOv3目标检测算法检测速度快且精度较高,但存在对小目标检测能力不足、边界框定位不准确等问题。提出了一种基于YOLOv3改进的目标检测算法,该算法在YOLOv3的基础上,对网络中的残差块增加旁路连接,进一步进行特征重用,以提取更多的特征信息。同时,采用GIoUloss作为边界框的损失,使网络朝着预测框与真实框重叠度较高的方向去优化。在损失函数中加入Focal loss,减小正负样本不平衡带来的误差。在PASCAL VOC和COCO数据集上的实验结果表明,该算法能够在不影响YOLOv3算法实时性的前提下,提高目标检测的mAP。该算法在PASCAL VOC 2007测试集上达到83.7mAP（IoU=0.5）,在COCO测试集上比YOLOv3算法提升2.27mAP（IoU[0.5,0.95]）。