受损图片分类的双并行交叉降噪卷积神经网络

应对大量受干扰图像的分类问题,提出了一种双并行交叉降噪卷积模型,该模型由两部分并行交叉网络结构组成,分别对应改进的自编码方式和并行交叉卷积神经网络,同时在该模型训练的过程中,使用批量正则化和改进激活函数的方法。经实验验证,与同类模型相比,该模型首先具有降噪能力强、鲁棒性好、泛化能力强和准确率高的特点,其次避免过拟合,加快收敛速度。在图片不同程度受损的情况下,它也可较好地完成图像目标识别分类任务。     

基于Dropout深度卷积神经网络的ST段波形分类算法

心电信号的ST段波形变化是心肌损伤等心血管类疾病临床诊断的重要辅助手段之一.针对ST段波形分类以及深度卷积神经网络过拟合问题,提出一种基于概率随机舍弃神经元建立子网络的Dropout深度卷积神经网络,通过心电信号数据去噪、ST段候选段筛选、神经网络卷积与下采样运算过程,实现ST段波形样本训练与测试.仿真实验对比分析了算法的波形分类准确率、卷积核个数影响和Dropout对算法泛化能力影响,与专家手工标注、BP、RNN和DCNN等方法进行比较,实验结果表明Dropout DCNN能够有效提高卷积神经网络泛化能力,提升算法的可用性.     

基于LBP和数据扩充的CNN人脸识别研究

针对卷积神经网络在人脸识别存在的数据集比较少,容易发生过拟合的问题,提出对人脸进行局部二值模式处理,提升图像特征,再引入深度卷积生成对抗网络对局部二值化的人脸进行生成,有效扩充数据集,提升卷积神经网络的泛化能力。该人脸识别卷积神经网络模型包括3层卷积层,3层池化层,1个全连接层,1个Softmax分类回归层。仿真实验中,选取ORL人脸数据库中40人每人10张的人脸图像按8∶1∶1比例设置为训练集、验证集和测试集,并选取Yale人脸数据库中15人每人11张的人脸图像按9∶1∶1的比例设置训练集、验证集和测试集,通过LBP算法提取人脸纹理特征对其进行生成,分别扩充数据集至990张和2200张。结果表明,该算法的人脸识别率不仅高于未扩充数据PCA和LBP等传统人脸识别方法的识别率,而且也将卷积神经网络的识别率提升了约2%,有效提高了泛化能力。     

基于Inception模块的卷积自编码器图像去噪

为了更有效地去除图像中存在的高斯噪声,提出一种结合Inception模块的卷积自编码器图像去噪模型。以完整图像作为输入和输出,利用Inception模块对噪声图像进行去噪,使用改进Inception反卷积模块将去噪图像进行还原,提升模型去噪能力。同时在模型中引入批量归一化(Batch Normalization,BN)和随机失活层(Dropout)有效解决过拟合问题,引入ReLU函数避免模型梯度消失,加速网络训练。实验结果表明,与深度卷积神经网络方法相比,该模型获得了更高的峰值信噪比和结构相似度,其去噪能力更好,视觉效果更佳,具有更好的鲁棒性。     

一种面向表情识别的ROI区域二级投票机制

针对如何更有效地使用卷积神经网络从训练图像中学习到的分布式特征进行研究,提出了一种面向人脸表情识别的ROI区域二级投票机制。将图像划分成一系列感兴趣区域（ROI）图像输入到卷积神经网络中进行训练;然后将测试图像的ROI图像输入到卷积神经网络中,统计所有ROI图像的判别结果;最后采用二级投票机制确定测试图像的最终类别,得到最终判别结果。针对卷积神经网络不能从人脸图像中学习到旋转等空间位置信息,引入了STN（spatial transformer network）,提高算法在解决复杂情况下的表情识别问题的能力。实验表明,ROI区域二级投票机制能够更有效地使用卷积神经网络从训练图像中学习到的分布式特征,比直接使用ROI图像进行投票的方法准确率提升了1.1%,引入STN能够有效提升卷积神经网络的鲁棒性,比未引入STN的方法准确率提升了1.5%。     

一种神经网络模型剪枝后泛化能力的验证方法

针对神经网络模型在剪枝操作中Dropout率下调造成的过拟合问题,提出一种剪枝模型泛化能力的验证方法。研究人为遮挡数据集模拟图像范围的变化情况,分析不同Dropout值和剪枝比例对模型准确率的影响,进而得到剪枝操作后模型泛化能力变化的原因。在卷积神经网络模型lenet-5上进行实验,结果表明,剪枝模型泛化能力减弱是因为Dropout率下调和剪枝操作时参数量的变化。     

基于改进的卷积神经网络光学薄膜缺陷识别

为对光学薄膜缺陷图像进行准确识别分类,提出一种基于改进的卷积神经网络光学薄膜缺陷图像识别方法。为突出输入图像中的缺陷信息,采用改进的LBP算法对图像进行预处理。从三个方面对传统的卷积神经网络进行改进:为了解决单通道卷积神经网络对图像特征提取不充分的问题,构建双通道卷积神经网络;改进传统的ReLU激活函数,避免模型出现欠拟合现象;使用支持向量机(SVM)代替Softmax分类器,提高计算效率和准确率。光学薄膜缺陷图像仿真识别实验表明,所提方法分类平均准确率高达93.2%,训练时间为964 s,充分验证了所提方法的鲁棒性和有效性。     

自适应混合卷积神经网络的雾图能见度识别

为充分利用高速公路沿线视频监控,实现高速公路大雾天气能见度全程监测,提出一种自适应混合卷积神经网络（Convolutional Neural Network,CNN）算法。在CNN算法输入层使用ResNet、VGG19预训练模型进行迁移学习,防止训练结果出现过拟合现象;在算法前向与反向传播过程之间构建参数自适应调整模块,根据卷积神经网络训练周期数和训练误差增强参数系数,实现权值自适应更新,有效地提高模型训练的收敛速度和能见度识别正确率。基于高速公路视频图像样本库进行实验,对算法的收敛性、时间复杂性以及识别正确率进行评价。实验结果显示,自适应混合卷积神经网络算法能够加快模型训练,模型综合识别准确率达到0.80以上。     

基于卷积神经网络嵌套模型的人群异常行为检测

为了提高对运动目标的精确提取,减少冗余特征信息,提升算法的泛化性能和非线性拟合能力,提出基于卷积神经网络嵌套模型的人群异常行为检测方法。通过嵌套mlpconv层改进卷积神经网络结构,利用混合高斯模型有效、精确地提取出视频中前景目标。嵌套多层的mlpconv层自动学习前景目标的深度层次特征,生成的特征图经过向量化处理输入到与全连接层相连的Softmax分类器进行人群中异常行为检测。仿真实验结果表明,该算法减少了对冗余信息的获取,缩短了算法运算时间和学习时间,改进的卷积神经网络在泛化性能和非线性拟合能力都有提高,对人群异常行为检测取得较高准确率。     

基于遮挡感知卷积神经网络的面部表情识别模型

针对面部遮挡情况下表情特征难以提取的问题,提出一种双通道遮挡感知神经网络模型。设计区域遮挡判定单元并集成到VGG16网络中形成遮挡感知神经网络,提取面部图像中未遮挡区域及遮挡较少区域的表情特征。运用迁移学习算法对卷积层参数进行预训练,减轻训练数据样本不足带来的过拟合问题。通过优化残差网络提取全脸表情相关特征,在此基础上加权融合遮挡感知神经网络和残差网络的输出以识别表情。在CK+、RAF-DB、SFEW这3个公开数据库上进行对比实验,结果表明,该模型平均准确率分别达到97.33%、86%、61.06%,与OPCNN、ResNet、VGG16等传统卷积神经网络模型相比,有效提高了面部遮挡情况下的表情识别精度。     

基于随机遮挡辅助深度表征学习的车辆再辨识

在车辆再辨识中,如何通过车辆外观学习到具有强区分度和鲁棒性的表示特征是至关重要的.为此,本文提出一种基于随机遮挡辅助深度表征学习的车辆再辨识算法以提高车辆再辨识的准确率.首先,本文所提算法通过引进随机遮挡对原始训练图片在局部区域进行随机遮挡,一定程度上模拟了现实中的一些遮挡情况,不仅增加了训练样本的数量,而且新增遮挡样本对于网络模型来说属于困难样本,能够防止网络模型过拟合,使得网络模型具有更强的鲁棒性;其次,本文所提算法通过构建孪生网络对原始图片和随机遮挡图片进行分类和验证联合优化学习.实验结果表明,在VeRi和VehicleID这两个数据库上,所提算法优于现有多种车辆再辨识方法.     

基于并行小规模卷积神经网络的图像质量评价

图像质量客观评价广泛应用在图像处理任务中,参考深度学习技术的研究成果,提出了一种基于并行小规模卷积神经网络的无参考图像质量评估算法。卷积操作和并行的多尺度输入能学习到丰富和细微的图像失真特征,首先利用高斯图像金字塔获取不同尺度的失真图像做为4路小规模单层卷积神经网络的输入,经过卷积和池化处理后,输出4路特征矢量,把学习到的特征矢量融合后,通过全连接回归映射为图像质量预测分数。参数优化分2个阶段完成,提高了模型精度。实验测试结果表明,设计的网络模型简单有效,提出的算法性能高于当前主流算法,具有很好的稳定性和较强的泛化能力。      

数据增强策略在人脸识别技术实现的研究

以小数据集为样本进行卷积神经网络模型的训练过程,容易出现所得到的神经网络模型泛化能力不足的问题。传统的处理方法大都通过数据增强的方式来提高训练数据的样本总数。本文选取多个网络模型进行对比实验,验证不同神经网络在训练过程中是否使用数据随机增强方式的模型识别准确率提高的效果,为如何选取小数据集样本训练神经网络提供参考。     

基于多卷积神经网络融合的SAR舰船分类

针对SAR图像中小型舰船分类准确率较低的问题,提出一种多卷积神经网络加权融合的方法。首先构建高分辨率卷积神经网络对特征图进行多尺度融合,引入微调模型和标签平滑减少训练过拟合的问题;然后利用高分辨网络、MobileNetv2网络和SqueezeNet网络训练3种单分类模型;最后采用加权投票方式对3种分类模型的结果进行融合。采用融合算法对GF-3号舰船数据集进行分类实验,取得94.83%的准确率、95.43%的召回率和0.9513的F1分数的分类性能。实验结果表明,该舰船分类算法模型具有较优的分类能力,验证了其在高分辨率SAR图像舰船分类上的有效性。     

一种高精度微孔板浑浊度识别网络

提出一种基于卷积神经网络的高精度微孔板浑浊度分类算法。该算法主要将传统图像处理技术与卷积神经网络技术相结合,通过传统图像处理算法将圆孔从自然拍摄的微孔板图像中切割下来,并将切割下来的圆孔图像制作成圆孔数据集,用于网络模型的训练、评估和测试。同时,通过深度学习技术,设计并训练多个基于深度可分离卷积核的卷积神经网络模型,然后筛选出评估准确率最高的浑浊度分类模型,应用于圆孔识别系统,从而可提高研究人员的工作效率。     

基于复合卷积神经网络的图像去噪算法*

基于深度学习理论,将图像去噪过程看成神经网络的拟合过程,构造简洁高效的复合卷积神经网络,提出基于复合卷积神经网络的图像去噪算法.算法第1阶段由2个2层的卷积网络构成,分别训练阶段2中的3层卷积网络中的部分初始卷积核,缩短阶段2中网络的训练时间和增强算法的鲁棒性.最后运用阶段2中的卷积网络对新的噪声图像进行有效去噪.实验表明文中算法在峰值信噪比、结构相识度及均方根误差指数上与当前较好的图像去噪算法相当,尤其当噪声加强时效果更佳且训练时间较短.     

基于多尺度生成对抗网络的遮挡行人重识别方法

行人重识别是指在多个非重叠摄像头拍摄的场景下,给定一幅查询行人图像,从大规模行人图像库中检索出具有相同身份的行人图像,是一类特殊的图像检索任务.随着深度学习的不断发展,行人重识别方法的性能得到了显著提升.但是行人重识别在实际应用中经常遭遇遮挡问题（例如背景遮挡、行人互相遮挡等）.由于遮挡图像不仅丢失了部分目标信息,而且引入了额外的干扰,使得现有方法往往难以学习到鲁棒的特征表示,从而导致识别性能严重下降.最近,生成对抗网络在各类计算机视觉任务上展现出强大的图像生成能力.受到生成对抗网络的启发,提出了一种基于多尺度生成对抗网络的遮挡行人重识别方法.首先,利用成对的遮挡图像和非遮挡图像训练一个多尺度生成器和一个判别器.多尺度生成器能够对随机遮挡区域进行去遮挡操作,生成高质量的重构图;而判别器能够区分输入图像是真实图像还是生成图像.其次,利用训练好的多尺度生成器,生成去除随机遮挡的训练图像,添加到原始训练图像集,用于增加训练样本的多样性.最后,基于此扩充训练图像集,训练分类识别模型,有效地提高模型在测试图像集上的泛化性.在多个有挑战性的行人重识别数据集上的实验结果,验证了所提出方法的有效性.