基于两种分类标准的目标检测算法综述

随着大数据、算力、深度学习的发展,基于深度学习的目标检测算法成为该领域主流算法,其性能远超传统算法.为了梳理算法发展脉络、跟踪最新研究成果、促进目标检测领域的研究,分别从两阶段/单阶段和an-chor-based/anchor-free两个维度,对这两种不同分类标准下实现矩形框或近似矩形框标注的代表性目标检测算法进行综述,分析了算法流程、特点、演进及其性能,并对其重要改进版本进行了归类分析.最后总结了算法的优缺点、局限性及适用场景,并展望了未来目标检测领域的发展趋势,提出了几个重要的研究方向.     

代码搜索方法研究进展

开源软件的成功推动了软件产业的蓬勃发展,大量代码资源为代码搜索创造了条件.如何通过代码搜索技术找到需求代码成为一个重要问题.为了更好地推进后续研究工作,首先对代码搜索相关概念及研究趋势进行介绍和说明;其次对使用不同技术的代码搜索研究工作进行综述,包括基于信息检索、查询和代码描述增强、程序特征分类以及深度学习等方面,并进一步总结归纳不同方法的优缺点;接下来针对代码搜索技术所应用的多个领域进行介绍,包括程序合成、代码推荐与补全和代码风格改善等方面;最后分析现阶段代码搜索面临的主要问题,为未来该方向的发展提供一定的参考与建议.     

基于注意力机制和集成学习的网页黑名单判别方法

搜索引擎作为互联网主要应用之一,能够根据用户需求从互联网资源中检索并返回有效信息。然而,得到的返回列表往往包含广告和失效网页等噪声信息,而这些信息会干扰用户的检索与查询。针对复杂的网页结构特征和丰富的语义信息,提出了一种基于注意力机制和集成学习的网页黑名单判别方法,并采用本方法构建了一种基于集成学习和注意力机制的卷积神经网络（EACNN）模型来过滤无用的网页。首先,根据网页上不同种类的HTML标签数据,构建多个基于注意力机制的卷积神经网络（CNN）基学习器;然后,采用基于网页结构特征的集成学习方法对不同基学习器的输出结果执行不同的权重计算,从而实现EACNN的构建;最后,将EACNN的输出结果作为网页内容分析结果,从而实现网页黑名单的判别。所提方法通过注意力机制来关注网页语义信息,并通过集成学习的方式引入网页结构特征。实验结果表明,与支持向量机（SVM）、K近邻（KNN）、CNN、长短期记忆（LSTM）网络、GRU、结合注意力机制的卷积神经网络（ACNN）等基线模型相比,所提模型在所构建的面向地理信息领域的判别数据集上具有最高的准确率（0.97）、召回率（0.95）和F₁分值（0.96）,验证了EACNN在网页黑名单判别工作中的优势。     

基于注意力机制的图像超分辨率重建

目前,单幅图像超分辨率重建取得了很好的效果,然而大多数模型都是通过增加网络层数来达到好的效果,并没有去发掘各通道之间的相关性。针对上述问题,提出了一种基于通道注意力机制（CA）和深度可分离卷积（DSC）的图像超分辨率重建方法。整个模型采用多路径模式的全局和局部残差学习,首先利用浅层特征提取块来提取输入图像的特征;然后,在深层特征提取块中引入通道注意力机制,通过调整各通道的特征图权重来增加通道相关性,从而提取高频特征信息;最后,重建出高分辨率图像。为了减少注意力机制带来的巨大参数影响,在局部残差块中使用了深度可分离卷积技术以大大减少训练参数,同时采用自适应矩估计（Adam）优化器来加速模型的收敛,从而提高了算法性能。该方法在Set5、Set14数据集上进行图像重建,实验结果表明不仅该方法重建的图像具有更高的峰值信噪比（PSNR）和结构相似度（SSIM）,而且所提模型的参数量减少为深度残差通道注意力网络（RCAN）模型的参数量的1/26。     

基于Octave卷积的混合精度神经网络量化方法

浮点数位宽的深度神经网络需要大量的运算资源,这导致大型深度神经网络难以在低算力场景（如边缘计算）上部署。为解决这一问题,提出一种即插即用的神经网络量化方法,以压缩大型神经网络的运算成本,并保持模型性能指标不显著下降。首先,基于Octave卷积将输入特征图的高频和低频成分进行分离;其次,分别对高低频分量应用不同位宽的卷积核进行卷积运算;第三,使用不同位宽的激活函数将高低频卷积结果量化至相应位宽;最后,混合不同精度的特征图来获得该层卷积结果。实验结果证实了所提方法压缩模型的有效性,在CIFAR-10/100数据集上,将模型压缩至1+8位宽时,该方法可保持准确率指标的下降小于3个百分点;在ImageNet数据集上,使用该方法将ResNet50模型压缩至1+4位宽时,其正确率指标仍高于70%。     

基于坐标逆映射的增强型车辆三维全景影像

当前最先进的车辆三维全景影像虽然可以较好地对车身周边环境进行三维立体的拟真显示,但仍然会对车身近处的三维物体造成显示畸变,极大地影响显示效果、降低实用性。针对该问题,提出一种增强型车辆三维全景影像的合成方法。首先利用YOLOv4网络检测出车辆及行人在图像中的位置,之后基于坐标升维逆映射将检测出的物体位置升维映射至世界坐标系下,最后将三维模型渲染在相应的逆映射位置上来代替显示畸变的三维物体,从而给驾驶员提供有效的周边物体位置信息。实验结果表明,所提方法生成的增强型车辆三维全景影像具有很好的实时性和显示效果,能够有效解决当前车辆三维全景影像的显示缺陷。     

改进的基于通道注意力反馈网络的遥感图像融合算法

针对前馈卷积神经网络（CNN）感受野较小、获取上下文信息不足、其特征提取卷积层只能提取到浅层特征的问题,提出改进的基于通道注意力反馈网络的遥感图像融合算法。首先,通过两层卷积层分别初步提取全色（PAN）图像的细节特征和低分辨率多光谱（LMS）图像的光谱特征;其次,将提取的特征和网络反馈的深层特征相结合,并将其输入到通道注意力机制模块中以得到初步精细化特征;然后,经过反馈模块生成表征能力更强的深层特征;最后,将生成的深层特征经过含有反卷积的重建层,从而得到高分辨率多光谱（HMS）图像。在三个不同卫星图像数据集上的实验结果表明：所提算法能很好地提取PAN图像的细节特征和LMS图像的光谱特征,同时其恢复出来的HMS图像在主观视觉上更加清晰,并且在客观评价指标上优于对比算法,同时在均方根误差（RMSE）指标上,所提算法比传统算法降低了50%以上,比前馈卷积神经网络算法降低了10%以上。     

深度学习在主动脉中膜变性病理图像分类中的应用

胸主动脉瘤和夹层（TAAD）是严重的心血管疾病之一,而中膜变性（MD）的组织学改变对疾病的诊断及早期干预具有重要的临床意义。针对病理图像的高度复杂性使得MD的诊断过程耗时费力且一致性差的问题,提出了一种基于深度学习的病理图像分类方法,并将其应用于四种MD病变类型以进行性能验证。该方法使用了一种改进的基于GoogLeNet的卷积神经网络模型,首先采用迁移学习来将先验知识应用于TAAD病理图像的表达,然后使用Focal loss和L2正则化来解决数据不平衡问题,从而进一步优化模型性能。实验结果表明,所提模型的平均四分类准确率达到98.78%,表现出较好的泛化性能。可见所提方法可以有效地提升病理学家的诊断效率。     

基于改进CenterNet的竹条表面缺陷检测方法

在竹条表面缺陷检测中,竹条表面缺陷形状各异,成像环境脏乱,现有基于卷积神经网络（CNN）的目标检测模型面对这样特定的数据时并不能很好地发挥神经网络的优势;而且竹条来源复杂且有其他条件限制,因此没办法采集所有类型的数据,导致竹条表面缺陷数据量少到CNN不能充分学习。针对这些问题,提出一种专门针对竹条表面缺陷的检测网络。该网络的基础框架为CenterNet,而且为提高CenterNet在较少的竹条表面缺陷数据中的检测性能,设计了一种基于从零开始训练的辅助检测模块：在网络开始训练时,冻结采用预训练模型的CenterNet部分,并针对竹条的缺陷特点从零开始训练辅助检测模块;待辅助检测模块损失趋于稳定时,通过一种注意力机制的连接方式将该模块与采用预训练的主干部分进行融合。将所提检测网络与CenterNet以及目前常用于工业检测的YOLO v3在相同训练测试集上进行训练和测试。实验结果表明,所提检测网络的平均精度均值（mAP）在竹条表面缺陷检测数据集上比YOLO v3和CenterNet的mAP分别提高了16.45和9.96个百分点。所提方法能够针对形状各异的竹条表面缺陷进行有效检测,且没有增加过多的时耗,在实际工业运用中具有很好的效果。     

零件点云法向量估计的多尺度特征融合网络

为了解决机械零配件点云处理中非均匀采样干扰、尖锐特征损失等难点,提出一种基于深度神经网络多尺度融合的点云法向量估计方法.该网络在不同邻域尺度下集成了采样点细节与点云块整体两种特征.为了使该多维回归输出网络的训练更稳定且能缓解梯度爆炸问题,重新设计了一个光滑的损失函数.实验结果表明,该方法性能优于传统的方法以及HoughCNN、PCPNet等方法,能够更准确地估计尖锐边缘的法向量,对点云各种噪声和采样方法鲁棒性都更强.