深度学习在糖尿病视网膜病灶检测中的应用综述

糖尿病视网膜病变是世界上致盲率最高的眼科疾病,早期诊断可以显著降低患者失明的概率。深度学习方法可以提取医学图像的隐含特征,并完成图像的检测任务,因此应用深度学习实现糖尿病视网膜病灶检测成为研究热点。主要从数据集介绍、全监督检测方法、非完全监督检测方法、小样本问题的处理和模型可解释性五个方面进行详细总结,重点整理各类方法的基本思想、网络结构形式、改进方案及优缺点总结等内容,结合当前检测方法所面临的挑战,对其未来研究方向进行展望。     

结合胶囊网络的领域适应意图识别

意图识别是口语理解中的重要任务,关乎整个对话系统的性能。针对新领域人机对话系统中训练语料较少,构建可训练语料十分昂贵的问题,提出一种利用胶囊网络改进领域判别器的领域适应方法。该方法利用领域对抗神经网络将源域的特征信息迁移至目标域中,此外,为了保证领域意图文本的特征质量,对源域和目标域的特征表示进行再次提取,充分获取意图文本的特征信息,捕捉不同领域的独有特征,提高领域的判别能力,保障领域适应任务的可靠性。在目标域仅包含少量样本的情况下,该方法在中文和英文数据集上的准确率分别达到了83.3%和88.9%。     

基于机器视觉的多孔材料缺陷检测

针对多孔材料在生产工艺中易出现阻塞和缺角等缺陷,本文设计了一种基于机器视觉的多孔材料表面缺陷检测方法,通过对目标区域的有效分割、模糊度检测、形态学处理和分析等技术手段,实现了该类材料的表面缺陷的快速定位和特征分析.经实验检测,本文算法的准确性和检测效率可以满足工业生产实时检测需求.     

基于深度学习的围栏跨越行为检测方法

在作业现场的安全管理中,对于非施工人员围栏跨越的监管一直是必不可少的.但目前施工场地普遍存在作业面广、施工人员管理困难等问题,导致人工监察的方式效率低下.而基于视频的人体行为检测技术作为计算机视觉领域重要的研究热点,在公共安全监控方面有着广泛应用.因此针对传统人工监察的不足,结合当前计算机视觉技术,提出一种智能化的围栏跨越违规检测与识别方法.该方法通过监控不断获取视频帧,以视频帧组成的剪辑作为输入,使用三维卷积和二维卷积分别提取时序和空间特征,将两部分特征融合后进行分类和边界框回归.最后通过设置对比试验以验证此方法效果,实验结果表明,该方法具有一定的泛化性.     

基于生成对抗网络的图像清晰度提升方法

视频监控、军事目标识别以及消费型摄影等众多领域对图像清晰度有很高的要求.近年来,深度神经网络在视觉和定量评估的应用研究中取得较大进展,但是其结果一般缺乏图像纹理的细节,边缘过度平滑,给人一种模糊的视觉体验.本文提出了一种基于生成对抗网络的图像清晰度提升方法.为了更好的传递图像的细节信息,采用改进的残差块和跳跃连接作为生成网络的主体架构,生成器损失函数除了对抗损失,还包括内容损失、感知损失和纹理损失.在DIV2K数据集上的实验表明,该方法在提升图像清晰度方面有较好的视觉体验和定量评估.     

基于人体姿态估计的手机使用状态监控

智能手机的日益普及给人们带来便捷的同时也带来了不少的隐患,在一些特定的场景下需要对手机的使用进行监控和限制.本文设计了一套手机使用状态监控系统,先采用YOLOv3检测图像中的人体,然后通过Open Pose姿态估计算法获得人体关节点,再通过YOLOv3判断手部区域是否有手机,最后通过神经网络分类器识别当前的手机使用状态.系统的应用测试表明该方案具有良好的检测与识别效果,能够满足相关场景的应用需求.     

基于CNN和SVM的疲劳驾驶闭眼特征实时检测

针对现有疲劳驾驶检测方法中实时性和泛化能力不足的问题, 本文提出了一种基于卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)和支持向量机(Support Vector Machine, SVM)的疲劳驾驶闭眼特征检测方法, 使用CNN获取人脸相关特征点的位置并定位眼部感兴趣区域(Region Of Interest, ROI), 通过灰度化和直方图均衡化操作减弱光照差异的影响, 提取ROI的方向梯度直方图(Histogram of Oriented Gradient, HOG), 并用SVM对HOG进行分类, 相应的判断出原始图像是否包含疲劳驾驶闭眼特征. 本文给出了所提方法在PC平台和ARM平台实现的实时性验证, 在不同光照和背景条件下对多位受测人员进行测试, 实验结果表明该方法对疲劳驾驶闭眼特征检测准确率在94％以上, 处理速度满足实时性要求, 且具有较强的泛化能力.     

基于改进YOLOv3的人体行为检测

针对人体行为检测中相同行为差异大, 不同行为相似度高, 以及视觉角度、遮挡、不能实时检测等问题, 提出Hierarchical Bilinear-YOLOv3人体行为检测网络. 该网络采用YOLOv3在3个不同尺度上进行预测, 抽取YOLOv3金字塔特征提取网络中特定层作为Hierarchical Bilinear的输入, 捕获特征图的层间局部特征关系, 并在3个不同尺度上进行预测, 最后将YOLOv3和Hierarchical Bilinear两种预测结果融合. 实验结果显示, 改进后的模型相比于原网络仅增加了少量参数, 在保证检测效率的同时提高原算法的检测精度, 并在一定程度上优于当前行为检测算法.     

Autoencoder-based anomaly detection for surface defect inspection

In this paper, the unsupervised autoencoder learning for automated defect detection in manufacturing is evaluated, where only the defect-free samples are required for the model training. The loss function of a Convolutional Autoencoder (CAE) model only aims at minimizing the reconstruction errors, and makes the representative features widely spread. The proposed CAE in this study incorporates a regularization that improves the feature distribution of defect-free samples within a tight range. It makes the representative feature vectors of all training samples as close as possible to the mean feature vector so that a defect sample in the evaluation stage can generate a distinct distance from the trained center of defect-free samples. The proposed CAE model with regularizations has been tested on a variety of material surfaces, including textural and patterned surfaces in images. The experimental results reveal that the proposed CAE with regularizations significantly outperforms the conventional CAE for defect detection applications in the industry.     

基于改进鲸鱼算法的工控系统入侵检测研究

针对工控入侵检测模型训练时间长、检测率低的问题,文章提出一种改进的鲸鱼算法(IWOA)来优化SVM入侵检测模型中的参数。改进的鲸鱼算法首先引入AFSA的自适应步长和拥挤度因子,加快全局收敛速度,避免种群位置过度拥挤导致的算法早熟现象;其次,在局部搜索中加入高斯变异算子使算法跳出局部最优区域。将IWOA运用到SVM入侵检测模型参数寻优,对工控系统天然气管道数据集进行仿真,仿真结果表明,该模型检测正确率和检测速度明显提高。