红外目标检测网络改进半监督迁移学习方法

针对红外数据集规模小,标记样本少的特点,提出了一种红外目标检测网络的半监督迁移学习方法,主要用于提高目标检测网络在小样本红外数据集上的训练效率和泛化能力,提高深度学习模型在训练样本较少的红外目标检测等场景当中的适应性。文中首先阐述了在标注样本较少时无标注样本对提高模型泛化能力、抑制过拟合方面的作用。然后提出了红外目标检测网络的半监督迁移学习流程:在大量的RGB图像数据集中训练预训练模型,后使用少量的有标注红外图像和无标注红外图像对网络进行半监督学习调优。另外,文中提出了一种特征相似度加权的伪监督损失函数,使用同一批次样本的预测结果相互作为标注,以充分利用无标注图像内相似目标的特征分布信息;为降低半监督训练的计算量,在伪监督损失函数的计算中,各目标仅将其特征向量邻域范围内的预测目标作为伪标注。实验结果表明,文中方法所训练的目标检测网络的测试准确率高于监督迁移学习所获得的网络,其在Faster R-CNN上实现了1.1%的提升,而在YOLO-v3上实现了4.8%的显著提升,验证了所提出方法的有效性。     

基于稀疏表示多子模板的鲁棒目标跟踪算法

目标跟踪技术是一项富有挑战性的研究课题,在红外成像搜索、红外精确制导、智能监控、运动识别等领域有着广泛的应用。文中提出了一种基于稀疏表示多子模板的鲁棒目标跟踪算法。首先,提出一种基于自适应辨别信息的子模板选择方法,最大限度地捕捉目标的结构信息,提高模板子块的整体描述;针对直方图对光照敏感的缺点,引入了稀疏表示理论对子模板进行描述,提高模板子块的表达能力和适应能力;其次通过构造表决图的形式对目标位置进行表决和融合决策;最后设计了一种动态的子模板更新策略,来有效地应对目标外观模型的变化。在大量测试图像序列中的仿真实验表明,文中所提算法可以有效应对形变、光照变化、部分遮挡、完全遮挡以及虚假目标干扰和背景干扰,具有较高的鲁棒性。     

概率框架下多特征显著性检测算法

显著性检测是计算机视觉的一项基础问题,广泛地用于注视点预测、目标检测、场景分类等视觉任务当中.为提升多特征条件下图像的显著性检测精度,以显著图的联合概率分布为基础,结合先验知识,设计一种概率框架下的多特征显著性检测算法.首先分析了单一特征显著性检测的潜在缺陷,继而推导出多特征下显著图的联合概率分布;然后根据显著图的稀有性,稀疏性,紧凑性与中心先验推导出显著图的先验分布,并使用正态分布假设简化了显著图的条件分布;随后根据显著图的联合概率分布得到其极大后验估计,并基于多阈值假设构建了分布参数的有监督学习模型.数据集实验表明：相比于精度最高的单一特征显著性检测方法,多特征算法在有监督和启发式方法下的平均误差降低了6.98%和6.81%,平均F-measure提高了1.19%和1.16%;单幅图像的多特征融合耗时仅为11.8ms.算法精度较高,实时性好,且可根据不同任务选择所需的特征类别与先验信息,能够满足多特征显著性检测的性能要求.     

一种基于图象物理特征的分层匹配算法

文章将物理学相关概念引入图象匹配中,定义了二维灰度图象的质量、密度、重心以及物理特征矢量,并由此提出了一种新的基于图象物理特征的分层匹配算法。该算法首先利用图象物理特征矢量进行粗匹配,找出几个大致的匹配点,再利用灰度归一化积相关算法进行精匹配。实验结果表明该算法具有较强的抗噪声干扰及几何畸变能力,与传统的归一化积相关算法相比,该算法在保证较高匹配概率的基础上,大大缩短了匹配时间,提高了匹配效率。     

具有强鲁棒性的滑模变结构控制

针对一类高阶不确定非线性系统,基于指数型快速终端滑模的良好特性,提出了一种新的滑模变结构控制．系统状态变量能以较快的收敛速度在有限时间内到达各级滑模面的邻域,并最终收敛到平衡点附近很小的区域．使用李亚普诺夫稳定性理论证明了系统的渐近稳定性,并推导出各级邻域和系统不确定环节的数学关系．Matlab仿真验证了系统的强鲁棒性．     

基于序列图像匹配算法的匹配概率估计

建立了匹配仿真试验的贝努里(Bernoulli)统计模型，根据数字特征法，估计了基于序列图像匹配算法的匹配概率计算公式，证明了该模型的无偏性，并进行了精度分析。并给出了成功匹配的概率分布模型，定义了序列图像匹配算法的匹配概率，通过实例分析了序列图像匹配算法的匹配概率、图像序列数、单幅匹配概率之间的定量关系，为实际图像匹配系统算法、序列数目的选择提供了重要的理论决策依据。     

基于非线性局部滤波的红外小目标检测方法

为提高复杂环境下红外小目标的检测效率,将图像分为平坦区域、边缘区域和小目标区域三种区域,并针对三种成分的特点,提出基于拉普拉斯金字塔的非线性局部滤波检测方法.首先将图像进行高斯金字塔分解,将高斯低通金字塔与原图像尺寸匹配后,相减并进行阈值操作,抑制平坦区域;其次将标记像素灰度值与其周围环域均值的最小差作为指标,滤除边界区域;最后将非线性局部滤波结果生成相应的拉普拉斯金字塔各层系数,重构得到高对比度的检测图像,利用邻域特点剔除孤立噪声点并通过简单阈值标记红外小目标.实验结果表明:与现有其他算法相比,该检测算法能够对复杂背景有效抑制,检测速度快.      

轮廓不变特征在待机飞行器识别中的应用

飞行器拍摄到的待机飞行器图像常出现旋转、尺度、仿射等畸变,同时噪声等影响会使目标轮廓部分缺失。针对这个问题,提出了一种轮廓不变特征,并将其应用于待机飞行器识别当中,以分割出来的物体灰度图像为基础,利用椭圆拟合方法进行方向归一化,提取全局轮廓特征;根据轮廓中的关键点位置将轮廓划分为上下左右4部分局部轮廓,提取局部轮廓特征,将其当作神经网络的输入参数,利用神经网络作为分类器,达到识别物体的目的。设计了两组目标识别对比实验。实验结果证明此方法在噪声污染、轮廓提取不完整的情况下,仍能得到较高的识别率,优于传统的矩特征等方法。     

基于模板匹配的前视自动目标识别模型

针对复杂背景条件下的地面目标,设计一种基于模板匹配的前视自动目标识别模型。分析该模型的基本组成,对基准模板制备、算法识别策略等关键技术进行讨论,通过仿真试验进行验证分析。仿真结果表明：该模型是正确、有效的,可为相关研究提供参考。