基于深度卷积特征的图像实例检索方法

针对计算机视觉领域的图像实例检索问题,提出了一种从卷积神经网络提取图像全局特征表示和目标对象区域特征表示的图像实例检索方法。该方法首先利用区域生成网络学习目标实例的区域位置坐标,并结合相关卷积网络提取的图像区域特征构建由过滤阶段和空间重排阶段组成的实例检索系统。在此基础上提出过滤阶段和空间重排两阶段查询扩展方法进一步提高系统检索性能。最后,提出了两种微调网络模型策略,更新网络前两个卷积层后所有层的权重以适应图像实例检索和位置坐标。通过在两个公用实例检索数据集(Oxford Buildings 5k和Paris Buildings 6k)上进行详尽实验验证,结果表明,提出的基于深度卷积特征的图像实例检索方法有效地提高了图像实例检索的准确率和可靠性,降低了实例检索误检率,得到的实例位置更加准确。     

空间金字塔分解的深度可视化方法

针对基于深度卷积神经网络的图像分类模型的可解释性问题,通过评估模型特征空间的潜在可表示性,提出一种用于改善理解模型特征空间的可视化方法.给定任何已训练的深度卷积网络模型,所提出的方法在依据原输入图像使得模型类别得分激活最大化时,首先对反向传播的梯度进行归一化操作,然后采用带动量的随机梯度上升训练策略,反向回传修改原输入图像.引入了通过激活最大化获得的图像可解释性的正则化方法,常规正则化技术不能主动调整模型特征空间的潜在可表示性,结合现有正则化方法提出空间金字塔分解方法,利用构建多层拉普拉斯金字塔主动提升目标图像特征空间的低频分量,结合多层高斯金字塔调整其特征空间的高频分量得到较优可视化效果.通过限制可视化区域,提出利用类别显著性激活图技术加以压制上下文无关信息,可进一步改善可视化效果.对模型学习到的不同类别和卷积层中单独的神经元进行合成可视化实验,实验结果表明提出的方法在不同的深度模型和不同的可视化任务中均能取得较优的可视化效果.     

基于监督下降方法的左心室超声图像分割

针对基于表观模型的图像分割算法在特征点迭代定位过程中计算量过大、对非线性局部特征的优化较为困难等问题,采用一种基于监督学习的梯度下降算法,建立4层多分辨率金字塔模型,并使用一种基于巴氏系数的特征提取函数（B-SIFT）替代原方法中的尺度不变特征变换（SIFT）特征,对左心室心内膜及心外膜进行特征点定位。首先对训练集进行归一化处理,统一经食道超声心动图像（TEE）的尺度;然后建立基于多分辨率金字塔和B-SIFT特征的监督下降模型,得到特征点趋近于真实值的梯度下降方向序列;最后将得到的方向序列作用于测试集中,得到最终的左心室分割结果。将该方法与传统监督下降方法进行对比,其得到的分割平均误差相比传统监督下降方法降低了47%,迭代得到的最终值相对单一尺度的梯度下降算法更加逼近真实值。     

激光选区熔化AlSi10Mg合金悬臂梁残余变形的数值模拟

建立了一个零件尺度的模型,采用收缩体积法模拟预测了激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)成形AlSi10Mg合金悬臂梁的变形,研究了几何结构、扫描方式以及预热温度对悬臂梁残余变形的影响。结果表明,模拟计算的翘曲方向和变形趋势与试验测量结果相符;悬臂梁的厚度越大其刚度越大,抵御变形的能力越强;提高预热温度可以有效减小零件的变形。     

干湿-冻融循环下水泥固化淤泥土的力学性能与裂隙发育特征

针对水泥固化淤泥土性能受干湿-冻融循环效应的影响,开展了不同干湿-冻融循环次数下的土体三轴剪切试验、CT扫描试验和SEM扫描试验,研究了干湿-冻融过程中水泥固化淤泥土的力学特征和微结构损伤规律。结果表明:水泥固化淤泥土的应力-应变曲线呈应变硬化特征,内摩擦角与黏聚力指标随干湿-冻融循环次数增加而逐渐减小,且分别表现为指数型和线性衰减趋势;根据二值化的CT扫描图像定量分析了裂隙演化规律,发现试样的裂隙率随干湿-冻融循环次数增加呈指数型增加;由SEM扫描试验可以观测到干湿-冻融循环后试样中的水泥基胶结物流失,颗粒间密实度下降,这是导致水泥固化淤泥土发生裂隙扩展与力学性能弱化的微观机制。     

基于惩罚因子的PNMS算法的人脸检测和对齐

针对人脸相互遮挡、人脸朝向等不确定性因素给人脸检测和对齐任务带来的困难问题,提出了基于惩罚因子的PNMS算法用以改进人脸检测和对齐的准确性。该算法首先根据人脸候选窗口相互之间的重叠度和候选窗口相应的检测得分,提出非连续的线性函数和基于高斯分布的连续函数,作为非极大值抑制算法的两种惩罚因子,用以改进并替代传统非极大值抑制算法对候选窗口的检测得分进行重分配。在此基础上,综合前两种惩罚因子的优缺点以及窗口之间的重叠度值,进一步提出连续非线性函数作为非极大值抑制算法的惩罚因子,使得窗口之间重叠度值越大则相应的惩罚权重越严重,且函数在整个重叠取值区间连续。将提出的算法在FDDB和WIDER FACE这2个人脸检测数据集上进行详尽的人脸检测实验验证,以及在AFLW人脸对齐数据集上进行人脸对齐实验验证。结果表明,提出的基于惩罚因子的PNMS算法相比于其他算法,在保持一定实时性的同时不仅有效地提高了人脸检测和对齐的准确率和可靠性,并且解决了一定程度的人脸相互遮挡被漏检的问题,降低了被遮挡人脸的漏检率。     

应用多索引加法量化编码的近邻检索算法

目的 海量图像检索技术是计算机视觉领域研究热点之一,一个基本的思路是对数据库中所有图像提取特征,然后定义特征相似性度量,进行近邻检索。海量图像检索技术,关键的是设计满足存储需求和效率的近邻检索算法。为了提高图像视觉特征的近似表示精度和降低图像视觉特征的存储空间需求,提出了一种多索引加法量化方法。方法 由于线性搜索算法复杂度高,而且为了满足检索的实时性,需把图像描述符存储在内存中,不能满足大规模检索系统的需求。基于非线性检索的优越性,本文对非穷尽搜索的多索引结构和量化编码进行了探索新研究。利用多索引结构将原始数据空间划分成多个子空间,把每个子空间数据项分配到不同的倒排列表中,然后使用压缩编码的加法量化方法编码倒排列表中的残差数据项,进一步减少对原始空间的量化损失。在近邻检索时采用非穷尽搜索的策略,只在少数倒排列表中检索近邻项,可以大大减少检索时间成本,而且检索过程中不用存储原始数据,只需存储数据集中每个数据项在加法量化码书中的码字索引,大大减少内存消耗。结果 为了验证算法的有效性,在3个数据集SIFT、GIST、MNIST上进行测试,召回率相比近几年算法提升4%~15%,平均查准率提高12%左右,检索时间与最快的算法持平。结论 本文提出的多索引加法量化编码算法,有效改善了图像视觉特征的近似表示精度和存储空间需求,并提升了在大规模数据集的检索准确率和召回率。本文算法主要针对特征进行近邻检索,适用于海量图像以及其他多媒体数据的近邻检索。     

节能环保绿色装饰材料在建筑装饰施工中的应用

随着人们的环保意识不断增强,节能环保绿色装饰材料在建筑装饰施工中的应用逐渐受到重视。传统装饰材料在生产、使用过程中会产生大量的废气、废水和废弃物,会污染环境。因此,研发和应用节能环保绿色装饰材料成为建筑装饰行业的主要发展方向。该文首先分析了节能环保绿色装饰材料的概念与特点,其次介绍了节能环保绿色装饰材料的种类,再次分析了建筑装饰施工中节能环保绿色装饰材料的应用问题,最后分析了建筑装饰施工中节能环保绿色装饰材料的应用策略,以期为相关研究提供借鉴。     

基于深度学习的超声心动图切面识别方法

提出了一种基于深度卷积神经网络自动识别超声心动图标准切面的方法,并可视化分析了深度模型的有效性。针对网络全连接层占有模型大部分参数的缺点,引入空间金字塔均值池层化替代全连接层,获得更多空间结构信息,并大大减少模型参数、降低过拟合风险,通过类别显著性区域将类似注意力机制引入模型可视化过程。通过超声心动图标准切面的识别问题案例,对深度卷积神经网络模型的鲁棒性和有效性进行解释。在超声心动图上的可视化分析实验表明,改进深度模型作出的识别决策依据,同医师辨别分类超声心动图标准切面的依据一致,表明所提方法的有效性和实用性。