雨雾天气下公路可变限速控制策略研究

针对雨雾天气下公路交通事故上升与通行能力下降的问题,综合考虑交通安全和通行效率两个因素,提出一种雨雾天气下可变限速控制策略;首先,考虑雨雾天气下道路线形对车辆速度和道路通行能力的影响,建立雨雾天气下动态交通流模型;然后,根据驾驶员可视距离、路面附着系数和道路曲线等因素确定雨雾天气下车辆最大安全速度;最后,采用自适应遗传算法对包含总行程时间和总行驶里程的目标函数进行求解,得到雨雾天气下各路段的限速值;仿真结果表明,所提出的可变限速控制策略有效降低了雨雾天气下公路的行车风险,并缓解了交通拥堵。     

雨雾天气下光线散射效果的实时绘制

提出一种适用于雨雾天气的天空光照的多粒子散射模型,实现了雨雾场景中大气散射效果及雨后彩虹的真实感绘制.同时,通过对传统点光源单散射模型公式的解析简化,实现了各向异性光源散射效果的实时绘制.最终实时绘制出多种不同条件下真实感较强的雨雾场景.     

基于机器视觉的雨雾天驾驶辅助系统设计

随着私家车数量日益增多,雨雾天交通安全问题成为了亟待解决的难题;在嵌入式硬件资源有限的情况下,为驾驶用户设计了基于机器视觉的雨雾天语音辅助驾驶系统;系统结合了湿度传感器、轻量化去雾神经网络AOD-NET和目标检测模型YOLOv5n;在目标检测模型YOLOv5n上,利用K-means++算法重新设计锚框,选取较优的骨干网络并利用模型剪枝进一步压缩模型大小;实验结果表明,改进的模型在Jetsonnano上的FPS达到了17.78,最终mAP在人工加雾、分辨率变化的TT100K (Tsinghua-Tencent 100K)数据集到达了65.8%,满足了正常天气与雨雾天气下的驾驶辅助实际应用。     

基于改进Faster RCNN的安全帽佩戴检测研究

针对已有安全帽佩戴检测算法对部分遮挡、尺寸不一和小目标存在检测难度大、准确率低的问题,提出了基于改进的Faster RCNN和多部件结合的安全帽佩戴检测方法。在原始Faster RCNN上运用多尺度训练和增加锚点数量增强网络检测不同尺寸目标的鲁棒性,并引入防止正负样本不均衡的在线困难样本挖掘策略,然后对检测出的佩戴安全帽工人和安全帽等采用多部件结合方法剔除误检目标。实验表明,相比于原始Faster RCNN,检测准确率提高了7%,对环境的适应性更强。     

车牌图像色彩迁移与正则化约束去雾算法

针对雾天车牌图像模糊、车牌识别率低的问题,给出了车牌图像色彩迁移与正则化约束去雾算法。算法主要包含色彩迁移去雾和文本修复两个模块。采用MKL（Monge-Kantorovitch Linear Colour Mapping）色彩迁移算法,恢复雾天车牌颜色信息实现去雾;利用车牌的文本像素的强度和梯度特征对车牌图像进行正则化约束,实现车牌中文本的修复。实验结果表明,无论针对合成车牌雾图还是自然车牌雾图,去雾效果良好,且在薄雾、中等雾及浓雾三种不同雾度环境下都能够有效提高车牌识别率。     

基于图像分块与特征融合的户外图像天气识别

在视频监控及智能交通等领域,雾、雨、雪等恶劣天气会严重影响视频图像能见度,因此快速识别出当前的天气情况,并自适应地对监控视频进行清晰化处理极为重要.针对传统天气识别方法效果差以及天气图像数据集缺乏的问题,构建了一个多类别天气图像分块数据集,并提出了一种基于图像分块与特征融合的天气识别算法.该算法基于传统方法提取平均梯度...     

基于细节增强的单一图像去雾

在雾霾、烟雾等恶劣天气状况下拍摄出的照片能见度很差,对视野中物体的可分辨性很低。在暗通道先验的基础上描述了一种有效增强细节的单幅图像去雾算法。首先对雾霾图像进行边缘保持模糊处理,进而提取出不含雾成分的细节层。与此同时对雾霾图像使用中值滤波算法去雾,将初步去雾后的图像加上细节层,得到更加细致、清晰的图像。为了提取图像的细节层,选用了域变换递归边缘保留滤波器,它能够在保持边缘的同时快速对图像进行模糊处理。     

改进的Faster RCNN煤矿井下行人检测算法

针对煤矿井下环境恶劣、光照差、背景混杂、行人模糊、行人多尺度等问题，提出了一种改进的Faster RCNN煤矿井下行人检测方法，使用深度卷积神经网络代替传统的手工设计特征方式自动地从图片中提取特征。利用深度学习通用目标检测框架Faster RCNN，以Faster RCNN算法为基础，对候选区域网络（Region Proposals Network，RPN）结构进行了改进，提出了一种“金字塔RPN”结构，来解决井下行人存在的多尺度问题；同时算法中加入了特征融合技术，将不同卷积层输出的特征图进行融合，增强煤矿井下模糊、遮挡和小目标行人的检测性能。实验结果表明：改进的Faster RCNN可以有效解决井下行人检测问题，在井下行人数据集上获得了90%的检测准确率，并在公测数据集VOC 07上对改进算法进行了验证。     

基于改进Faster RCNN与Grabcut的商品图像检测

近年来,图像检测方法已经被应用于很多领域.然而,这些方法都需要在目标任务上进行大量边框标注数据的重新训练.本文基于Faster RCNN方法,并对其进行改进,解决了在小数据且无需边框标注的情况下的商品图像检测问题.首先对Faster RCNN的边框回归层进行改进,提出了一种非类别特异性的边框回归层,仅使用公开数据集训练,无需在目标数据集上进行再训练,并将其用于数据预标定与商品检测.然后结合Grabcut与非类别特异性Faster RCNN提出了一种样本增强方法,用来生成包含多个商品的训练图像;并为Faster RCNN添加了重识别层,提高了检测精度.     

改进的基于区域卷积神经网络的微操作系统目标检测方法

传统的目标检测方法不能有效检测微操作系统中部分受遮挡或多种姿态的目标,因此文中采用改进的基于区域卷积神经网络的Faster-RCNN检测算法,用于微操作系统中部分受遮挡或多种姿态的目标检测.在原始Faster-RCNN的基础上,使用在图像分类任务中性能优越的深度残差网络作为检测算法的主框架,并且引入防止正负样本不均衡的在线困难样本挖掘策略以提高网络性能.实验表明,这种改进的基于区域卷积神经网络方法能有效识别部分受遮挡和不同姿态的目标,相比传统方法,文中方法对环境适应性更强,速度更快,具有实际应用价值.     

Vehicle color recognition based on smooth modulation neural network with multi-scale feature fusion

Vehicle Color Recognition (VCR) plays a vital role in intelligent traffic management and criminal investigation assistance. However, the existing vehicle color datasets only cover 13 classes, which can not meet the current actual demand. Besides, although lots of efforts are devoted to VCR, they suffer from the problem of class imbalance in datasets. To address these challenges, in this paper, we propose a novel VCR method based on Smooth Modulation Neural Network with Multi-Scale Feature Fusion (SMNN-MSFF). Specifically, to construct the benchmark of model training and evaluation, we first present a new VCR dataset with 24 vehicle classes, Vehicle Color-24, consisting of 10091 vehicle images from a 100-hour urban road surveillance video. Then, to tackle the problem of long-tail distribution and improve the recognition performance, we propose the SMNN-MSFF model with multi-scale feature fusion and smooth modulation. The former aims to extract feature information from local to global, and the latter could increase the loss of the images of tail class instances for training with class-imbalance. Finally, comprehensive experimental evaluation on Vehicle Color-24 and previously three representative datasets demonstrate that our proposed SMNN-MSFF outperformed state-of-the-art VCR methods. And extensive ablation studies also demonstrate that each module of our method is effective, especially, the smooth modulation efficiently help feature learning of the minority or tail classes. Vehicle Color-24 and the code of SMNN-MSFF are publicly available and can contact the author to obtain.     

基于Transformer的多分支单图像去雨方法

雨纹会严重降低拍摄图像的质量,影响后续计算机视觉任务。为了提高雨天图像的质量,提出了一种基于Transformer的单图像去雨算法。首先,该算法通过具有窗口机制的Transformer获得大范围的感受野,进而获取雨纹特征的上下文信息,提高模型提取雨纹特征的能力;其次,该算法通过多分支模块提取和融合不同种类、不同层次的特征,提高模型对复杂雨纹信息的表征能力;最后通过残差连接融合浅层特征和深层特征,补全深层特征中缺失的细节信息,增强网络表达能力。在公开数据集Rain100L、Rain100H和私有数据集Rain3000上的实验结果表明,该方法相较于现有算法,能更有效地去除雨纹,同时更好地恢复图像中丢失的背景纹理信息。峰值信噪比和结构相似度（PSNR/SSIM）分别达到38.33/0.9855、28.42/0.9000、34.51/0.9643。     

单幅图像去雨数据集和深度学习算法的联合评估与展望

雨天会影响室外图像捕捉的质量,进而引起户外视觉任务性能下降。基于深度学习的单幅图像去雨研究因算法性能优越而引起了大家的关注,并且聚焦点集中在数据集的质量、图像去雨方法、单幅图像去雨后续高层任务的研究和性能评价指标等方面。为了方便研究者快速全面了解该领域,本文从上述4个方面综述了基于深度学习的单幅图像去雨的主流文献。依据数据集的构建方式将雨图数据集分为4类：基于背景雨层简单加和、背景雨层复杂融合、生成对抗网络 (generative adversarial network,GAN)数据驱动合成的数据集,以及半自动化采集的真实数据集。依据任务场景、采取的学习机制以及网络设计对主流算法分类总结。综述了面向单任务和联合任务的去雨算法,单任务即雨滴、雨纹、雨雾和暴雨的去除;联合任务即雨滴和雨纹、所有噪声去除。综述了学习机制和网络构建方式(比如:卷积神经网络 (convolutional neural network,CNN)结构多分支组合,GAN的生成结构,循环和多阶段结构,多尺度结构,编解码结构,基于注意力,基于Transformer)以及数据模型双驱动的构建方式。综述了单幅图像去雨后续高层任务的研究文献和图像去雨算法性能的评价指标。通过合成数据集和真实数据集上的综合实验对比,证实了领域知识隐式引导网络构建可以有效提升算法性能,领域知识显式引导正则化网络的学习有潜力进一步提升算法的泛化性。最后,指出单幅图像去雨工作目前面临的挑战和未来的研究方向。     

基于改进Faster RCNN的城市道路货车检测

针对货车利用躲避摄像头等手段在城市道路中不按规定时间、规定线路行驶,使得车辆不能被准确识别的问题,提出基于改进Faster RCNN的城市道路货车检测方法.该方法以Faster RCNN为基础模型,通过对传入主干网络的车辆图片进行卷积和池化等操作来提取特征,其中增加特征金字塔网络(FPN)提升对多尺度目标检测的精度;同时将K-means聚类算法应用在数据集上以获取新的锚点框;利用RPN (region proposal network)生成建议框;并使用CIoU (complete-IoU)损失函数代替原算法的smoothL1损失函数以提升检测车辆的精确性.实验结果显示,改进后的Faster RCNN相比原算法对货车检测的平均精度(AP)提高7.2%,召回率(recall)提高6.1%,减少了漏检的可能,在不同场景下具有良好的检测效果.     

注意力机制和Faster RCNN相结合的绝缘子识别

针对利用Faster RCNN识别绝缘子图像过程中定位不够准确的问题,提出一种注意力机制和Faster RCNN相结合的绝缘子识别方法。在特征提取阶段引入基于注意力机制的挤压与激励网络（Squeeze-and-Excitation Networks,SENet）结构,使模型能够关注与目标相关的特征通道并弱化其他无关的特征通道;根据绝缘子的特点,对区域建议网络（region proposal network,RPN）生成锚点（anchor）的比例和尺度进行调整;在全连接层运用注意力机制对周围建议框的特征向量赋予不同权重并进行融合,更新目标建议框的特征向量。实验结果表明:与传统的Faster RCNN算法相比,改进后的算法能够较好地识别出绝缘子。     

高速公路气象数据融合滤波与短时雨雾预测

高速公路路域内雨雾气象数据呈现多源、异构特性,对其进行短时精准预测存在很大难度;针对该问题,在利用联合概率法求得数据之间联合概率的基础上构建异构数据融合模型,并将该融合模型与卡尔曼滤波方法相结合,建立面向多源异构气象数据的协同融合滤波模型;在此基础上,利用贝叶斯最大熵方法,结合雨雾经验理论、融合滤波后的数据以及原始雨雾数据,实现了对高速公路目标路段雨雾天气的短时精准预测;实验结果表明,该方法能够为用户提供精准、稳定的高速公路短时雨雾气象预测结果,对减少交通事故,合理进行交通管制具有重要意义。     

煤矿井下行人检测算法

针对井下光照不均匀、行人特征与背景的相似度高等导致基于计算机视觉的行人检测技术在井下应用面临很大挑战的问题,提出采用Faster区域卷积神经网络(RCNN)进行煤矿井下行人检测。Faster RCNN行人检测算法采用区域建议网络(RPN)生成候选区域,RPN与Fast RCNN共享卷积层,以提高网络训练和检测速度;在图像特征提取过程中采用动态自适应池化方法对不同池化域进行自适应池化操作,提高了检测准确性。实验结果表明,该算法对于不同环境下图像中的行人均具有较好的检测效果。     

Single Image Fog Removal Based on Local Extrema

Atmospheric conditions induced by suspended particles, such as fog and haze, severely alter the scene appearance. In this paper, we propose a novel defogging method based on the local extrema, aiming at improving the image visibility under foggy or hazy weather condition. The proposed method utilizes atmospheric scattering model to realize the fog removal. It applies the local extrema method to figure out three pyramid levels to estimate atmospheric veil, and manipulates the tone and contrast of details at different scales through multi-scale tone manipulation algorithm. The results on the experiments of comparison with traditional methods demonstrate that the proposed method can achieve more accurate restoration for the color and details, resulting in a great improvement in image visibility.      

遥感图像语义分割中的弱监督域自适应算法

近年来,遥感图像的语义分割得到广泛应用。虽然基于深度学习的方法极大程度地提高了遥感图像的语义分割精度,但由于遥感图像的多样性（不同的地理位置、地形和天气条件）以及像素级标签的缺乏,该算法难以适用于跨多个域的任务。而若重新训练新的域则需要消耗大量人力资源来收集相应的像素级标签。为了解决这一跨域问题,基于对抗学习提出了一种目标域图像级标签已知的弱监督域自适应方法：利用图像级标签,提出多类域判别器,使目标域各个类别自适应地对齐到源域;为保持训练过程的平稳,一种基于熵值产生目标域像素级伪标签的方法被提出以监督特征提取器,提升模型表现。在ISPRS Vaihingen与ISPRS Potsdam数据集上的大量实验表明,改进后的算法优于其他遥感图像语义分割中的基于对抗学习域自适应算法。     

多通道区域建议的多尺度X光安检图像检测

针对安检X光图像检测中的违禁品尺度差异问题,对Faster RCNN网络进行改进,提出一种基于多通道区域建议网络（muiti-channel region proposal network,MCRPN）。考虑到不同层卷积特征在视觉语义上的互补性,进行多层特征提取,融合VGG16高层较丰富的语义特征和低层较浅的边缘特征;修改多通道RPN中的锚框参数,将生成的多尺度候选目标区域分别映射到对应的特征图上,构建多尺度违禁品检测网络;在多通道上引入膨胀卷积,设计一种多分支膨胀卷积模块（dilated convolutions module,DCM）,增大感受野,增强不同尺度的特征。将改进的算法在自制数据集SIXray_OD上进行实验,检测的平均精度达到84.69%,测性能较原网络提高了6.28%。实验结果表明,改进算法的识别精度有一定提高。