高频增强网络与FPN融合的水下目标检测

针对水下目标检测中目标对比度低以及水下图像多尺度问题，提出了高频增强网络与特征金字塔(FPN)融合的水下目标检测算法，以提高对水下目标边缘、轮廓信息以及目标底层信息的提取。首先引入八度卷积将卷积层的输出特征按频率分解，将主干网络提取到的特征图进行高、低频信息分离，鉴于水下目标的轮廓信息和噪声信息均包含于高频特征中，在高频信息通道中引入通道信息具有自适应增强特点的通道注意力机制，形成了一种高频增强卷积，以达到增强有用轮廓特征信息和抑制噪声的目的；其次，将增强的高频特征分量融入FPN的浅层网络中，提高原FPN对水下多尺度目标的特征表示能力，缓解多尺度目标漏检问题。最后，将所提方法与基线算法Faster R-CNN融合，在全国水下机器人大赛提供的数据集中进行实验。结果表明：改进算法识别准确率达到78.83%,相比基线提升2.61%,与其他类型目标检测算法相比，依然具备精度和实时检测优势，证明了从特征图频域角度提升前景和背景对比度的有效性。     

薄壁零件复杂光照情况下的轮廓特征识别

针对工业生产线薄壁零件识别中存在的零件轮廓识别受光照影响较大的问题,将颜色恒常性技术应用到工业生产线轮廓识别中,基于Retinex、HSI及边缘检测算法的基本原理,提出了一种薄壁零件复杂光照情况下的轮廓特征识别算法用于薄壁零件的图像恢复和轮廓识别。该方法首先使用HSI颜色空间对图像的亮度进行提取,然后利用改进Retinex算法来对获取的零件图象进行自适应图像增强,滤除图像中的光照变化信息,之后在此基础上对图像进行灰度化处理,最后采用Canny算法识别薄壁零件的边缘,进一步提取薄壁零件的有效轮廓特征。实验结果表明:该算法能够快速、准确地识别复杂光照情况下的薄壁零件的轮廓信息,满足工业流水线检测的需求。     

电力监控系统中运动目标检测算法研究

针对传统运动目标检测算法在实际应用场景中适应性较差、检测效果不太理想的问题,提出了一种融合三帧差分法与背景减除法的改进算法。首先,在三帧差分法的基础上,引入Canny边缘检测对其进行改进,以获取运动目标的完整轮廓;然后将目标轮廓和基于混合高斯模型的背景减除法提取的中间帧的运动前景相或,经过孔洞填充等一系列形态学处理,最终实现运动目标检测。仿真实验结果表明,改进的算法能够适应复杂的环境,将电力监控系统中的运动目标完整、准确地提取出来。     

基于多尺度Gabor滤波器的彩色图像边缘检测

为了更好实现对彩色图像进行边缘提取,并保证算法具有更好的稳定性,文章使用多尺度Gabor滤波器的方法,来提取彩色图像边缘和轮廓.构建了3个尺度、16个方向的Gabor滤波器.首先将彩色图像灰度化,利用多尺度Gabor虚部滤波器提取图像灰度变化信息.通过非极大值抑制,并通过高低阈值获取边缘像素点及其候选边缘,最后利用局部边缘连接获取图像边缘轮廓.并将本算法与常用边缘检测算法进行实验性能比较,实验结果表明:提出的算法既能获得较高的定位准确度,又具有很好的噪声鲁棒性,该算法与常用的Roberts等一系列算法相比,检测效果更好,稳定性更强.     

融合Hough直线检测和Grab-cut的风机叶片自适应分割方法

完整的边缘信息对风力发电机叶片的边缘缺陷检测至关重要,但由于户外采集的风机叶片图像背景复杂多样,现有图像分割算法的分割精度不足,无法保证边缘缺陷的完整性.因此,提出一种基于图像边缘特征与颜色信息的自适应图像分割方法实现风机叶片边缘检测.首先,使用Hough直线检测初步定位叶片直线边缘;然后,在目标区域应用基于Otus阈...     

面向视觉假体的复杂图像处理技术

为了更准确地提取视觉假体采集的复杂图像中的信息,提出了一种基于视觉显著性的复杂图像视觉焦点检测和基于多尺度信息融合的图像边缘特征提取算法。算法首先利用GB算法计算复杂图像显著性图,然后利用双阈值分割和形态学方法提取出复杂图像中的视觉焦点区域。其次,针对传统边缘检测中单尺度微分算子的不足,提出了融合多尺度Sobel的边缘检测方法。提出的复杂图像处理策略既简化了图像信息编码的复杂度,又提高了边缘提取算法的噪声稳健性。     

基于空-频域映射与虚警抑制的弱小目标检测算法

为了有效控制红外弱小目标检测过程中的虚警率,提高复杂云背景下的目标检测准确度,提出了基于空域-频域映射与虚警抑制的弱小目标检测算法。根据红外中心像素不同方向上的强度值,构建了方向最大中值滤波器,有效消除噪声;并利用中心像素与其邻域像素的强度差异,形成背景抑制滤波,充分增强弱小目标;考虑云区域的特有属性,联合非线性滤波,定义了云区域识别机制,提取空域映射;引入Butterworth差异低通滤波器,对去噪图像中的显著目标完成初步识别;基于其幅度信息,进行显著目标的精细检测;再利用细显著性检测结果,计算阈值,利用二值分割方法来获取去噪红外图像的频域映射;联合空域映射与频域映射,提取红外图像中的候选目标;根据真实动目标与虚警之间的运动特征差异,利用多尺度改进的管道滤波来抑制虚警,准确识别出真实目标。实验数据表明,相对于已有的弱小目标识别方案,所提方案能够准确地识别出真实目标,拥有更好的ROC特性曲线。     

基于边缘检测和混合高斯模型的运动目标检测算法

提出一种运动目标检测算法。该算法在时间域上通过混合高斯模型进行背景建模及更新,同时利用基于HSV颜色空间的阴影模型实现阴影检测,提取运动目标的初步形状。然后在空间域上利用Canny边缘检测算子获得运动目标的边缘轮廓,并进一步运算,提取出最终的运动目标。将所提出的算法应用到了越界侦测（报警）中,试验和应用结果表明,该算法能够更有效地检测出运动目标。     

YOLOv4 与 ORB 深度融合的绝缘子识别定位研究

为了解决复杂背景下铁路接触网绝缘子的快速准确识别及定位问题,提出了一种YOLOv4目标检测算法和ORB特征匹配算法深度融合的绝缘子识别定位方法。首先利用迁移学习的策略训练YOLOv4检测网络,解决了绝缘子数据集样本较少导致过拟合的问题;然后采用高斯金字塔提取图像多尺度特征,使原始ORB算法具备尺度不变性;最后将以上两种算法融合,在双目相机获取的图像上标出绝缘子识别框,并在左右图像识别框内提取特征点进行匹配,利用视差原理还原出绝缘子相对于相机的三维坐标。实验结果表明,该方法可以有效地避免复杂背景干扰,准确地定位出绝缘子的三维坐标,4 m内最大定位误差为2.1%,检测速度为35 fps,具有较高的精确性和实时性。     

基于多尺度特征融合与混合注意力的云检测算法

针对传统云检测方法对特殊场景识别效果较差而造成的边缘信息丢失和薄云、碎云误判等问题，提出了一种基于多尺度特征融合与混合注意力的高精度云检测MSHA-DeepLab算法。首先，在原始DeepLabV3+算法的基础上引入注意力模块，提高重要特征权重，增强网络对局部特征的感受能力。其次，使用深度可分离卷积提取不同尺度的语义信息，减少网络参数量。最后，进行逐级上采样和特征融合，减少特征信息丢失。选择多种方法与改进算法对比，使用不同场景、不同波段组合的数据集进行测试。结果表明，改进后算法的精确率达到了86.376 9%,召回率达到了85.895 9%,特异性达到了96.915 6%,交并比达到了82.846 7%,精确度达到了94.600 8%,相比原始算法和其他方法有明显提高。验证了提出算法能在不同条件下实现高精度的云检测。     

复杂背景下多特征结合的深度学习手势识别

科学技术的快速发展使得基于深度学习的人机交互已经得到广泛的应用。手势识别作为人机交互领域的重要组成部分,同样具有重要的研究意义和应用价值。通过对传统的手势识别方法进行研究,发现主要是利用肤色检测算法实现手势识别和分类,但是传统方法在针对具有复杂背景的手势图像时会出现识别效果差等问题。为解决这一问题,提出一种基于卷积神经网络的肤色特征和边缘特征结合的手势识别方法。首先,在YCrCb颜色空间采用椭圆肤色模型和Otsu阈值肤色识别算法获取手势肤色特征,经算法判断后,对手势肤色图像采用改进Canny边缘检测算法获得手势边缘特征。其次,提出一种边缘填充方法对手势边缘图像处理,得到手势轮廓完整的手势边缘图像。最终,采用逻辑运算和形态学运算得到手势分割图像,并输入卷积神经网络进行训练和识别。实验结果表明,该方法在复杂背景下具有较好的手势识别效果,在NUS-II数据集上的平均识别率为98.83%。     

基于 EfficientDet 的风机叶片缺陷检测方法

受工作环境恶劣等原因影响,风机叶片常会出现裂纹、凹坑等缺陷。针对当前常用目标检测算法对风机叶片小尺寸缺陷检测准确率低的问题,提出一种基于EfficientDet算法的风机叶片缺陷检测方法。首先采集图像数据并建立Pascal VOC格式的风机叶片缺陷图像数据集,然后对EfficientDet算法中的主干特征提取网络进行改进,减少向下采样次数并调整有效特征层从而增强主干特征提取网络对小尺寸缺陷的检测能力,同时为特征融合网络增加融合路径提升算法的多尺度特征融合能力,选用FReLU作为激活函数实现像素级空间信息建模,并通过Mosaic数据增强和Focal Loss损失函数增加小尺寸缺陷样本对于检测器的贡献。在建立的风机叶片缺陷图像数据集上的测试结果表明改进后的算法模型平均类别精度达到了96.15%,相较于原版的EfficientDet提升了3.77%,对小目标的检测性能有明显提升。     

基于多层注意力机制的4DC-BGRU脑电情感识别

为了提高脑电情感识别的准确率，提取更丰富的特征信息，提升网络模型稳定性，提出一种改进的基于多层注意力机制的脑电情感识别模型。在特征提取方面，将原始脑电信号转换成四维空间 频谱 时间结构，提取丰富的脑电信息。在网络模型方面，构建双路卷积神经网络学习空间及频率信息，有效提取多尺度特征，增加网络宽度来学习更丰富的特征信息；在卷积层及池化层后融入批量归一化层，防止过拟合。最后，构建多层注意力机制 双向门控循环单元模块处理时间特征并配合Softmax分类。采用双向门控循环单元学习更全面的上下级特征信息。利用多层注意力机制使四维特征中不同时间切片与整体时间切片之间产生关联。该文在DEAP数据集唤醒度和效价两个维度进行了评估实验，二分类平均准确率分别为96.38%和96.73%，四分类平均准确率为93.78%。实验结果显示，与单路卷积神经网络及其他文献算法相比，该文算法的平均准确率有所提高，表明该算法可以有效提升脑电情感识别性能。     

基于提升小波变换的指针式仪表图像边缘检测

为解决工业中对指针式仪表的自动检定,针对自动检定系统中所涉及的图像边缘检测技术难点,分析了现有传统算法的不足之处,提出一种有效的基于提升小波变换的边缘检测算法。该算法利用提升小波变换尺度的低通作用,避免受高频噪声影响,在传统边缘检测算法的基础上,提取低频轮廓。利用小波系数的方向性,结合方向性边缘检测算子,获得高频边缘信息,最后利用小波重构获得准确清晰的图像边缘,为后续Hough变换准确的提取指针提供了有利保障。实验结果表明,该算法得到的图像边缘较传统Canny算法更清晰准确,无虚假边缘,应用于仪表自动检测系统中是可行的。     

一种基于特征重用金字塔的舰船检测算法

针对现有算法在SAR图像舰船目标检测场景中难以提取模糊目标特征的问题,提出一种基于特征重用金字塔的舰船目标检测算法。所提算法以YOLOV4-tiny为主体,首先将线性因子引入到K-means算法中整合初始锚框,加强网络对多尺度目标的适应性;其次在主干CSPDarknet53-tiny中添加注意力机制来抑制干扰信息,减弱复杂背景的影响;最后利用特征重用机制强化特征金字塔,提升网络对模糊目标特征的提取能力。实验结果表明,相较于YOLOV4-tiny网络,改进后的算法在SSDD数据集上的平均检测精度提升11.79%,证明了改进后算法在舰船检测中的有效性。     

基于Canny算子的多尺度小波变换图像边缘检测方法

图像边缘检测是图像处理中的重要一环,本文基于Canny边缘检测算法,提出了一种改进的Canny边缘检测算法。该算法采用新的基于多尺度小波变换边缘检测的设定方法,充分利用了不同的尺度变换可以得到不同边缘细节的特点,可以对低分辨率的边缘能够很好的提取,并能有效的抑制噪声,具有优于传统Canny算法的性能。经实验仿真,验证了该算法的有效性。     

基于GPU的视频序列中运动目标轮廓提取

传统的高斯混合建模算法对阴影的抑制效果差,且存在噪声干扰和对光照突变比较敏感的问题。采用了一种改进的高斯混合建模方法进行运动目标轮廓提取。该方法利用Canny边缘图像对噪声和光照适应性强的特点,将传统高斯混合模型与Canny边缘检测相结合来提取目标轮廓。但是,该方法复杂度高且计算量大,不满足视频分析实时性的需求,因此,运用GPU强大计算能力和并行处理的优势,基于CUDA平台设计并实现了该运动目标轮廓提取算法。实验结果表明,该算法增强了对噪声和光照的适应性,且有效抑制了图像中的阴影,在保证效果的前提下能够更快速地提取视频序列中的运动目标轮廓。     

基于改进YOLOv7的输电线路绝缘子设备及其缺陷检测算法

针对输电线路无人机巡检中绝缘子设备及缺陷图像检测过程中存在的绝缘子目标尺寸变化大、缺陷目标尺寸小、背景复杂干扰多和难易样本不平衡等问题,提出一种基于改进YOLOv7的绝缘子设备及缺陷检测算法：1）针对绝缘子缺陷目标尺寸小问题,在YOLOv7特征提取网络浅层引入卷积注意力机制,聚焦缺陷;2）针对绝缘子目标尺度变化大问题,在YOLOv7特征提取网络底部引入感受野增强模块,提取不同尺度目标特征;3）针对背景干扰问题,改进YOLOv7特征融合网络,在顶部引入显示视觉中心模块,同时关注全局信息与局部信息;4）针对难易样本不平衡问题,使用Focal-EIoU损失替换YOLOv7坐标回归损失。在合并的绝缘子及其缺陷无人机图像公开数据集上,该算法的多类目标检测精度均值达到了97.36%。     

基于改进MSR的锂电池X射线图像增强算法

针对锂电池X射线图像存在清晰度低、对比度差、图像电极轮廓模糊不清晰等问题,提出一种基于改进多尺度Retinex的锂电池X射线图像增强算法。首先,在传统多尺度Retinex算法中,使用双边滤波估计照度分量,同时利用基于平均对数亮度值进行全局自适应的图像动态范围压缩。然后使用改进的MSR算法提取图像的反射分量,利用sobel算子获取反射分量的纵向梯度,再与反射分量进行梯度信息融合,增强图像细节信息,再对融合图像使用CLAHE算法进行对比度增强,最后再使用双边滤波去噪声,得到最终增强图像。在自主构建的数据集上进行了实验研究,实验结果表明提出的方法显著提高锂电池X射线图像的清晰度和对比度,图像阴极线边缘轮廓有明显增强,在突出锂电池X射线图像边缘细节信息和增强图像对比度上,都要明显优于传统多尺度Retinex算法。     

基于边缘处理的运动目标检测方法的改进

对于目标检测算法,本文分析了传统检测方法的特色与不足之处,并以边缘处理为基础,结合帧差法和背景减除法的思想对传统方法做了改进。首先以预先构造的背景边缘模型为基础,用当前帧与之做差获得边缘背景差值图像。其次用改进的帧差法取得部分目标,两者相与,取公共部分。再结合亮度与颜色偏差作为判据得到完整的、准确的运动目标轮廓,最后用模版填充法得到运动目标,通过形态学滤波与连通性分析法修复完善得到完整运动目标。