基于残差密集连接与注意力融合的人群计数算法

现有人群计数算法采用多列融合结构来解决单一图像的多尺度问题,但该处理方法不能有效利用低层特征信息,从而导致最终人群计数结果不准确。针对这一缺陷,文中提出一种基于残差密集连接与注意力融合的人群计数算法。该算法的前端利用改进VGG16网络提取低级特征信息。算法后端主分支基于残差密集连接结构,利用残差网络和密集网络结合方式捕获层与层间的特征信息,可高效捕获多尺度信息。侧分支通过引入注意力机制,生成对应尺度注意力图,有效区分特征图的背景和前景,降低了背景噪声的影响。采用3个主流公开数据集对该算法进行验证。实验结果表明,该算法计数有效且计数准确率优于其他算法。     

基于RGB-T图像的双流残差扩张网络人群计数算法

在人群计数中,针对尺度变化、行人分布不均以及夜间较差成像条件,提出了一种基于RGBT(RGB-Thermal)图像的多模态人群计数算法,称为双流残差扩张网络,它由前端特征提取网络、多尺度的残差扩张卷积模块和全局注意力模块所构成。其中,前端网络用来提取RGB特征和热特征,扩张卷积模块进一步提取不同尺度的行人特征信息,全局注意力模块用来建立全局特征之间的依赖关系。此外,还引入了一种新的多尺度差异性损失,以提高网络的计数性能。为评估该方法,在RGBTCC(RGBT Crowd Counting)数据集和DroneRGBT数据集上进行了对比实验。实验结果表明,在RGBTCC数据集上与CMCRL(Cross-modal Collaborative Representation Learning)算法相比该算法的GAME(0)(Grid Average Mean absolute Errors)和RMSE(Root Mean Squared Error)分别降低了0.8和3.49,在DroneRGBT数据集上与MMCCN(Multi-Modal Crowd Counting Network)算法比...     

基于RGB-T图像的双流残差扩张网络人群计数算法

在人群计数中，针对尺度变化、行人分布不均以及夜间较差成像条件，提出了一种基于RGBT(RGB-Thermal)图像的多模态人群计数算法，称为双流残差扩张网络，它由前端特征提取网络、多尺度的残差扩张卷积模块和全局注意力模块所构成。其中，前端网络用来提取RGB特征和热特征，扩张卷积模块进一步提取不同尺度的行人特征信息，全局注意力模块用来建立全局特征之间的依赖关系。此外，还引入了一种新的多尺度差异性损失，以提高网络的计数性能。为评估该方法，在RGBTCC(RGBT Crowd Counting)数据集和DroneRGBT数据集上进行了对比实验。实验结果表明，在RGBTCC数据集上与CMCRL(Cross-modal Collaborative Representation Learning)算法相比该算法的GAME(0)(Grid Average Mean absolute Errors)和RMSE(Root Mean Squared Error)分别降低了0.8和3.49，在DroneRGBT数据集上与MMCCN(Multi-Modal Crowd Counting Network)算法比...     

采用多尺度密集残差网络的水下图像增强

为了有效解决水下图像亮度、 对比度过低和颜色混乱等问题,提出一种改进的多尺度密集残差网络的水下图像增强方法.对原始图像进行多尺度特征提取,更好地保留了图像细节,通过改进的密集残差网络对水下图像进行增强处理,提升图像亮度和对比度,校正图像颜色,在每个密集残差网络间添加了SK注意力机制,可以选择性地捕捉输入图像的关键信息并...     

基于多尺度及双注意力机制的小尺寸人群计数

本文针对背景干扰、特征信息不足以及尺度剧烈变化等问题,提出了一种基于多尺度及双注意力机制(Multi-Scale and Dual Attention,MSDA)的小尺寸人群计数网络.MSDA网络主要由空间一通道双注意力(Spatial Channel-dual Attention,SCA)模块和多尺度特征融合(Multi-scale Feature Fusion,MFF)模块构成.MFF模块将特征送入三列拥有不同卷积核的膨胀卷积来扩大小目标的空间尺度,再通过特征级联及卷积操作进行多尺度特征融合;SCA模块把特征送入通道注意力网络,使用空间注意力中的池化操作及逐像素相乘操作加强细节信息;最后将处理好的特征送入密度图生成模块,通过1 x 1卷积获得密度图.在Mall数据集和Shanghaitech数据集上进行了测试,取得了较好的准确率与鲁棒性.     

多级注意力特征网络的小样本学习

针对目前基于度量学习的小样本方法存在特征提取尺度单一,类特征学习不准确,相似性计算依赖标准度量等问题,该文提出多级注意力特征网络。首先对图像进行尺度处理获得多个尺度图像;其次通过图像级注意力机制融合所提取的多个尺度图像特征获取图像级注意力特征;在此基础上使用类级注意机制学习每个类的类级注意力特征。最后通过网络计算样本特征与每个类的类级注意力特征的相似性分数来预测分类。该文在Omniglot和MiniImageNet两个数据集上验证多级注意力特征网络的有效性。实验结果表明,相比于单一尺度图像特征和均值类原型,多级注意力特征网络进一步提高了小样本条件下的分类准确率。     

基于多尺度增强网络的人群计数方法

人群计数研究普遍使用欧几里得损失函数,易造成图像局部相关性缺失,且现有研究方法未能充分提取人群图像中连续变化的尺度特征,影响了人群计数模型的性能.针对上述问题,该文提出一种基于多尺度增强网络的人群计数模型(MSEN).首先,在多分支结构生成网络中引入区域性判别网络,将二者组合形成嵌入式GAN模块,以增强生成图像的局部相关性;之后,基于金字塔池化结构设计了尺度增强模块,将该模块连接在嵌入式GAN模块之后,进一步从不同区域提取不同尺度的局部特征,以最大程度地应对人群图像局部尺度连续变化的问题,从而增强整体模型的泛化能力.最后,在3个具有挑战性的人群计数公共数据集上进行了广泛的实验.实验结果表明,该文所述模型可有效提升人群计数问题的准确性和鲁棒性.     

基于多残差学习与注意力融合的中值滤波检测

针对小尺寸JPEG压缩图像携带有效信息较少、中值滤波痕迹不明显的问题,提出一种基于多残差学习与注意力融合的图像中值滤波检测算法。该算法将多个高通滤波器与注意力模块相结合,获取带权值的多残差特征图作为特征提取层的输入,特征提取层采用分组卷积形式,对输入的多残差特征图进行多尺度特征提取,融合不同尺度的特征信息,同时采用密集连接方式,每一层卷积的输入来自前面所有卷积层的输出和。实验结果表明,针对小尺寸JPEG压缩图像的中值滤波检测,本文算法比现有算法具有更高的检测精度,且能更有效地检测与定位局部篡改区域。     

基于注意力机制的多尺度融合图像超分辨率重建

针对图像超分辨率重建算法在信息恢复过程中存在特征提取不充分、重建高频细节能力不足等问题,在SRGAN的基础上提出了一种基于注意力机制的多尺度融合图像超分辨率重建算法(SRGAN-MCA)。首先,构建了一种基于坐标注意力机制的多尺度密集残差注意力模块来提取不同尺度的特征信息,以解决图像超分辨率重建非线性映射过程中特征提取不充分的问题;其次,通过在网络判别器中嵌入谱归一化来约束判别器的Lipschitz常数,以增强网络训练的稳定性;最后添加了Charbonnier损失函数对SRGAN-MCA进行训练优化,以实现更高质量重建。在Set5、Set14、BSD100数据集上的实验结果表明,与SRGAN相比,2倍和4倍放大重建图像的峰值信噪比(PSNR)平均提高了0.35 dB、0.47 dB,结构相似性(SSIM)平均提高了0.005 4、0.016。     

基于注意力门残差网络的遥感影像道路提取

针对遥感影像道路提取出现的无关噪声多,道路不连续问题,本文通过改进U-Net提出了基于注意力门残差网络的道路提取算法。首先,编码器部分引入残差块传递原始特征,在保证网络深度的同时,使梯度能够有效传递;其次,在连接层使用多尺度空洞卷积特征提取模块,来充分挖掘图像中的多尺度特征信息;最后,用注意力门将浅层网络信息和反卷积信息融合实现解码,以抑制浅层噪声特征。使用的数据集包括Massachusetts Roads Dataset数据集和CVPR DeepGlobe 2018道路提取挑战赛数据集。实验结果表明,该算法可以有效提升道路分割的效果。     

Gesture image recognition method based on DC-Res2Net and a feature fusion attention module

To extract decisive features from gesture images and solve the problem of information redundancy in the existing gesture recognition methods, we propose a new multi-scale feature extraction module named densely connected Res2Net (DC-Res2Net) and design a feature fusion attention module (FFA). Firstly, based on the new dimension residual network (Res2Net), the DC-Res2Net uses channel grouping to extract fine-grained multi-scale features, and dense connection has been adopted to extract stronger features of different scales. Then, we apply a selective kernel network (SK-Net) to enhance the representation of effective features. Afterwards, the FFA has been designed to remove redundant information in features by fusing low-level location features with high-level semantic features. Finally, experiments have been conducted to validate our method on the OUHANDS, ASL, and NUS-II datasets. The results demonstrate the superiority of DC-Res2Net and FFA, which can extract more decisive features and remove redundant information while ensuring high recognition accuracy and low computational complexity.     

基于多尺度特征融合和注意力机制的医学图像分割网络

针对传统编解码结构的医学图像分割网络存在特征信息利用率低、泛化能力不足等问题,该文提出了一种结合编解码模式的多尺度语义感知注意力网络(multi-scale semantic perceptual attention network,MSPA-Net) 。首先,该网络在解码路径加入双路径多信息域注意力模块(dual-channel multi-information domain attention module,DMDA) ,提高特征信息的提取能力;其次,网络在级联处加入空洞卷积模块(dense atrous convolution module,DAC) ,扩大卷积感受野;最后,借鉴特征融合思想,设计了可调节多尺度特征融合模块 (adjustable multi-scale feature fusion,AMFF) 和双路自学习循环连接模块(dual self-learning recycle connection module,DCM) ,提升网络的泛化性和鲁棒性。为验证网络的有效性,在CVC-ClinicDB、ETIS-LaribPolypDB、COVID-19 CHEST X-RAY、Kaggle_3m、ISIC2017和Fluorescent Neuronal Cells等数据 集上进行验证,实验结果表明,相似系数分别达到了94.96%、92.40%、99.02%、90.55%、92.32%和75.32%。因此,新的分割网络展现了良好的泛化能力,总体性能优于现有网络,能够较好实现通用医学图像的有效分割。     

结合多尺度特征融合和多输入多输出编-解码器的去模糊算法

针对相机抖动、拍摄物体快速运动以及低快门速度等因素造成的图像非均匀模糊,提出一种结合多尺度特征融合和多输入多输出编-解码器的去模糊算法。首先使用多尺度特征提取模块来提取较小尺度模糊图像的初始特征,该模块使用扩张卷积来以较少的参数量获得更大的感受野。其次,通过特征注意力模块来自适应地学习不同尺度特征中的有效信息,该模块利用小尺度图像的特征来生成注意图,能够有效地减少冗余特征。最后,使用多尺度特征渐进融合模块逐步融合不同尺度的特征,使得不同尺度特征信息能够进行互补。相比以往的使用多个子网堆叠的多尺度方法,文中使用单个网络就能提取多尺度特征,从而降低了训练难度。为了评估网络的去模糊效果和泛化性能,提出的算法在基准数据集GoPro、HIDE和真实数据集RealBlur上均进行了测试。在GoPro和HIDE数据集上的峰值信噪比值分别为31.73 dB和29.39 dB,结构相似度值分别为0.951和0.923,其结果均高于目前先进的去模糊算法,并且在真实数据集RealBlur上也取得了最佳效果。实验结果表明,提出的去模糊算法相比现有算法去模糊更为彻底,能有效地复原图像的边缘轮廓和纹理细节信息,并且能够提升后续高级计算机视觉任务的鲁棒性。     

基于双分支特征融合的无锚框目标检测算法

针对无锚框目标检测算法CenterNet中,目标特征利用程度不高、检测结果不够准确的问题,该文提出一种双分支特征融合的改进算法。在算法中,一个分支包含了特征金字塔增强模块和特征融合模块,以对主干网络输出的多层特征进行融合处理。同时,为利用更多的高级语义信息,在另一个分支中仅对主干网络的最后一层特征进行上采样。其次,对主干网络添加了基于频率的通道注意力机制,以增强特征提取能力。最后,采用拼接和卷积操作对两个分支的特征进行融合。实验结果表明,在公开数据集PASCAL VOC上的检测精度为82.3%,比CenterNet算法提高了3.6%,在KITTI数据集上精度领先其6%,检测速度均满足实时性要求。该文提出的双分支特征融合方法将不同层的特征进行处理,更好地利用浅层特征中的空间信息和深层特征中的语义信息,提升了算法的检测性能。     

基于多尺度特征结合细节恢复的单幅图像去雾方法

为提高单幅图像去雾方法的准确性及其去雾结果的细节可见性,该文提出一种基于多尺度特征结合细节恢复的单幅图像去雾方法。首先,根据雾在图像中的分布特性及成像原理,设计多尺度特征提取模块及多尺度特征融合模块,从而有效提取有雾图像中与雾相关的多尺度特征并进行非线性加权融合。其次,构造基于所设计多尺度特征提取模块和多尺度特征融合模块的端到端去雾网络,并利用该网络获得初步去雾结果。再次,构造基于图像分块的细节恢复网络以提取细节信息。最后,将细节恢复网络提取出的细节信息与去雾网络得到的初步去雾结果融合得到最终清晰的去雾图像,实现对去雾后图像视觉效果的增强。实验结果表明,与已有代表性的图像去雾方法相比,所提方法能够对合成图像及真实图像中的雾进行有效去除,且去雾结果细节信息保留完整。     

CDADNet: Context-guided dense attentional dilated network for crowd counting

Crowd counting is a conspicuous task in computer vision owing to scale variations, perspective distortions, and complex backgrounds. Existing research usually adopts the dilated convolution network to enlarge the receptive fields to solve the problem of scale variations. However, these methods easily bring background information into the large receptive fields to generate poor quality density maps. To address this problem, we propose a novel backbone called Context-guided Dense Attentional Dilated Network (CDADNet). CDADNet contains three components: an attentional module, a context-guided module and a dense attentional dilated module. The attentional module is used to provide attention maps which can remove background information, while the context-guided module is proposed to extract multi-scale contextual information. Moreover, the dense attentional dilated module aims to generate high-granularity density maps and the cascaded strategy is used to preserve information from changing scales. To verify the feasibility of our method, we compare it to the existing approaches on five crowd counting datasets (ShanghaiTech (Part_A and Part_B), WorldEXPO’10, UCSD, UCF_CC_50). The comparison results demonstrate that CDADNet is effective and robust for various scenes.     

基于深度对抗式网络的人群计数方法

对人群密度大、遮挡严重以及分不均等因素造成人群计数困难的问题,本文提出了一 种深度对抗式网络的人群计数模型, 该模型主要分为生成器网络和判别器网络。首先利用具有良好的迁移能力和特征提取能力VG G16的前十层作为前端模块,以初 步提取特征;然后,为应对人群遮挡严重以及分布不均的情况,使用我们设计的深度扩张卷 积模块来聚合人群信息,并将浅层与 深层人头特征进行融合,以增强网络对人群的适应能力。并在此过程中,使用扩张卷积代替 传统的卷积层,在不损失图像分辨率 的情况下对图像进行特征提取;最后,将密度图与标签密度图输入判别器网络进行判别,目 的是生成与标签密度图更为相似的密 度图,提高人群计数的准确性。实验结果表明,与其他方法相比,本文方法无论是在客观指 标或者主管视觉方面,均具有较好的效果。     

一种有效融合多尺度特征的图像语义分割方法

卷积神经网络在高级计算机视觉任务中展现出强 大的特征学习能力,已经在图像语义 分割任务 中取得了显著的效果。然而,如何有效地利用多尺度的特征信息一直是个难点。本文提出一 种有效 融合多尺度特征的图像语义分割方法。该方法包含4个基础模块,分别为特征融合模块(feature fusion module,FFM)、空 间信息 模块(spatial information module,SIM)、全局池化模块(global pooling module,GPM)和边界细化模块(boundary refinement module,BRM)。FFM采用了注意力机制和残差结构,以提高 融合多 尺度特征的效率,SIM由卷积和平均池化组成,为模型提供额外的空间细节信息以 辅助定 位对象的边缘信息,GPM提取图像的全局信息,能够显著提高模型的性能,BRM以残差结构为核心,对特征图进行边界细化。本文在全卷积神经网络中添加4个基础模块, 从而有 效地利用多尺度的特征信息。在PASCAL VOC 2012数据集上的实验结 果表明该方法相比全卷积神 经网络的平均交并比提高了8.7%,在同一框架下与其他方法的对比结 果也验证了其性能的有效性。     

基于细化多尺度深度特征的目标检测网络

现有深度卷积神经网络中感受野尺度单一,无法适应目标的尺度变化和边界形变,故此本文提出了一种提取并融合多尺度特征的目标检测网络.该网络通过减少池化并在网络底层加入空间加信道压缩激励模块来突出可利用的细节信息,生成高质量的特征图;此外,在深层网络中加入可变多尺度特征融合模块,该模块具有多种尺度的感受野并可根据物体边界预测采样位置,最后通过融合多尺度特征使网络具有更强的特征表达能力并且对不同尺度实例及其边界信息更具鲁棒性.实验证明,本文结构实现了比原有结构更高的平均精度,与目前主流目标检测算法相比也具有一定优势.