基于自适应多尺度与轮廓梯度的遥感图像分割网络

遥感图像分割算法易受环境因素干扰，如物体遮挡、光照不均匀等。现有的深度学习遥感图像语义分割方法通常采取端到端的编解码结构，但针对相似度较高物体的结构和轮廓，仍存在分割不准确的问题。为了提高算法鲁棒性、分类准确率，提出一种基于轮廓梯度学习的深度卷积神经网络遥感图像语义分割算法。为了提高预测特征图的质量，首先基于SegNet模型，提出自适应注意力的多通道多尺度特征融合网络（D-MMA Net），其中D-MA block采用基于注意力的自适应多尺度模块，根据学习到的权重自适应地对不同尺度特征进行提取，以获得更多有效的高级语义特征。为进一步细化提取物体的边界，基于Sobel边缘检测算子原理提出可学习的轮廓提取模块。最后将轮廓信息与多尺度语义特征相结合，以增强对图像空间分辨率的鲁棒性。实验结果表明，所提算法提高分割的准确率，对于不规则物体边界，能有良好的分割效果。     

基于类别注意力卷积网络的地物分类方法

在近期的研究发展中,语义分割取得了巨大的进步。但大多数方法都是从空间角度出发,来获取更加丰富的上下文信息。与以往的方法不同,本文提出了一种基于类别注意机制的特征融合方法,从类别角度出发,来获取全局上下文信息,并与其他特征信息进行融合,这种方法能够更好地表示图像中各类目标的特征,具有更好的类内聚合性。为此,本文使用了一种ACF（类别注意力特征）模块,以计算和构建图像中各类目标的类别中心,以此为基础得到了一个基于类别注意力的多特征融合语义分割网络,以实现更好的地物分类性能。算法使用ISPRS数据集进行实验,与其他算法进行对比,本文方法具有更好的性能表现。      

基于改进Deeplabv3+的雾气图像分割

针对传统雾气图像分割算法耗时长、分割结果存在凹陷等问题,提出一种基于DeepLabv3+的雾气图像分割算法.改进算法将DeepLabv3+原结构编码器的Backbone替换为更轻量的Mobilenetv2网络;将解码器的特征融合结构进行重新设计,同时加入注意力通道模块、边缘细化模块,通过消融实验得到分割效果最佳的雾气图...     

一种多分辨率特征提取红外图像语义分割算法

针对现有图像语义分割算法在对低分辨率红外图像进行分割时存在准确率不高的问题,提出了一种多分辨率特征提取算法。该算法以DeepLabv3+为基准网络,添加了一组对偶分辨率模块,该模块包含低分辨率分支和高分辨率分支,以进一步聚合红外图像特征。低分辨率分支采用GPU友好的注意力模块捕获高层全局上下文信息,同时引入一个多轴门控感知机模块并行提取红外图像局部信息和全局信息;高分辨率分支采用跨分辨率注意力模块将低分辨率分支上学习到的全局特征传播扩散到高分辨率分支上以获取更强的语义信息。实验结果表明,该算法在数据集DNDS和MSRS上的分割精度优于现有语义分割算法,证明了提出算法的有效性。     

基于高度有效驱动注意力与多层级特征融合的城市街景语义分割北大核心CSCD

针对DeepLabv3+网络在进行城市街景图像分割任务时,没有充分利用到网络中多层级特征信息,导致分割结果存在大目标有孔洞、边缘目标分割不够精细等不足;并且考虑到城市街景数据具有天然的空间位置特殊性,本文提出在DeepLabv3+网络的基础上引入高度有效驱动注意力机制(height-driven efficient attention model,HEAM)与多层级特征融合模块(multi-stage feature fusion model,MFFM),将HEAM嵌入特征提取网络与空洞空间金字塔池化(atrous spatial pyramid pooling,ASPP)结构中,使其对目标关注更多垂直方向上的空间位置信息;MFFM通过融合多层特征图,在网络中形成多条融合支路依次连接到网络解码端,采用逐次上采样提高解码时像素上的连续性。将改进的网络通过CamVid城市街景数据集验证测试,实验结果表明,该网络能有效改善DeepLabv3+的不足,并且合理运用了数据集的位置先验性,增强了分割效果,在CamVid测试集上平均交并比(mean intersection over union,MIoU)达到了68.2%。     

基于特征增强的模糊红外刑侦目标提取算法研究

本研究旨在解决红外图像刑侦场景中目标边缘模糊和轮廓不完整等问题。提出了一种基于特征增强的模糊刑侦目标提取方法。首先,设计模糊刑侦目标边缘提取网络模型(Blurry Criminal Investigation Target Edge Extraction Network Combined with Spatial Channel Attention, BCES-Net),并利用空间通道关注模块(Spatial and Channel Attention Module, STCAM)获取具有强语义信息的特征图像。接着通过建模提取来获取包含语义类别信息的边缘特征和模糊刑侦目标特征。在训练过程中,基于特定损失函数和多种特征融合技术,通过反复监督学习和训练校正,提高了边缘和模糊刑侦目标分割性能。在手部热痕迹数据集上,与DeeplabV3+、U-Net、HRNet、PSPNet等模型相比,BCES-Net模型在均交并比(mean Intersection over Union, mIoU)、平均精度均值(mean Average Precision, mAP)、准确率等评价指标上显著优越,mIo...     

基于语义分割的水位监测方法研究

为了实现基于视频图像的水位自动监测,以及解决传统视频监测算法环境适应性差和鲁棒性低的问题,提出一种基于语义分割的视频水位监测方法.采用改进的DeepLabv3+算法并结合空间注意力机制、通道注意力机制和边缘细化模块对水位标尺图像进行分割,用来提取水平面坐标,根据相机标定结果的线性插值来计算实际水位值.实验结果表明,所提...     

基于改进DeepLabv3+的道路分割算法

基于深度学习的遥感影像图像分割技术使用越来越广泛,针对现有算法存在参数量较大、细节部分提取结果差等问题,提出一种基于改进DeepLabv3+的道路图像分割方法。将轻量型网络MobileNetV2引入改进后的池化金字塔模型用以提取中阶特征图,增强了不同感受野之间的相关性;并采用多尺度拼接融合方法生成高阶特征图,同时引入注意力机制来进一步加强对图像特征的提取效果。实验结果表明,所提方法相比于DeepLabv3+模型mIoU提高了5%,有效提升了遥感图像的分割精度。     

基于改进DeepLabv3+网络的轻量级语义分割算法

由于深度学习中语义分割模型参数量较大且算法耗时较长,不适合部署到移动端,针对此问题,提出了一种基于改进DeepLabv3+网络的轻量级语义分割算法.首先,采用MobileNetv3代替原DeepLabv3+语义分割模型特征提取骨干网络以降低模型复杂度,加快模型运行速度;其次,将空洞空间金字塔池化模块中的标准卷积替换为深...     

基于改进DeepLabV3+的遥感影像语义分割方法

针对普通卷积神经网络在遥感图像分割中小目标识别度不高、分割精度低的问题，提出了一种结合特征图切分模块和注意力机制模块的遥感影像分割网络AFSM-Net。首先在编码阶段引入特征图切分模块，对每个切分的特征图进行放大，通过参数共享的方式进行特征提取；然后，将提取的特征与网络原输出图像进行融合；最后，在网络模型中引入注意力机制模块，使其更关注图像中有效的特征信息，忽略无关的背景信息，从而提高模型对小目标物体的特征提取能力。实验结果表明，所提方法的平均交并比达到86.42%，相比于DeepLabV3+模型提升了3.94个百分点。所提方法充分考虑图像分割中小目标的关注度，提升了遥感图像的分割精度。     

一种改进的高分辨率遥感图像语义分割模型

本文针对高分辨率遥感图像的特点,设计了一种端到端的语义分割网络结构模型,高分辨率遥感图像可得到两种图像数据,采用resnet网络对两种图像的特征分别进行提取,并在不同的特征层上进行数据融合,在网络结构的设计中引入了空间位置注意力模块和通道注意力模块,并对底层特征使用不同扩张率的空洞卷积神经网络进行多尺度融合,得到一种新的高分辨率遥感图像语义分割模型,通过对最终的预测性能分析,相比FCN、Unet、Segnet、DeeplabV3+等流行的语义分割模型,该模型在高分辨率遥感图像的预测中具有一定的优势。     

结合多尺度特征和注意力机制的公路裂缝检测

由于航拍公路裂缝数据缺乏并且裂缝图像存在目标小、分布复杂的特点,导致语义分割模型在航拍公路裂缝检测中效果差,影响模型在实际场景的应用,为此提出基于改进DeeplabV3+的公路裂缝检测方法。构建语义分割模型,选定DeeplabV3+模型并作如下优化：由于低级特征包含更多裂缝细节信息,增加了提取低级特征的路径,从ASPP模块输出的特征为高级特征,高级特征包含更多语义信息,将两者信息进行融合能保证模型不丢失裂缝的细节信息;在网络中嵌入SCSE注意力模块抑制对其他无关信息的响应,改善模型在裂缝数据集检测效果差的问题。实验结果表明,改进DeeplabV3+算法可以有效解决模型对小目标裂缝分割时效果差的问题,模型的检测精度提高了2.59%,具有较强的应用价值,可以为实际公路裂缝检测提供参考。     

融合Transfomer和多尺度并行注意的结直肠息肉分割算法

针对结直肠息肉图像中病灶区域尺度变化大、形状不规则和边界不清晰等复杂特点导致息肉分割精度低、分割边界存在伪影的问题,提出了一种融合Transfomer和多尺度并行注意网络(Fusion of Transfomer and Multiscale Parallel Attention Networks, FTMPA-Net)的结直肠息肉分割算法。选用HarDNet逐层提取语义信息和空间细节,采用多尺度感受场模块(Multiscale Receptive Field Block, RFB)捕获不同感受野下的特征信息,串入高效通道注意力机制提取空间、通道特征的相关性信息,以抑制背景颜色的响应;通过并行解码模块逐层聚合由高效通道注意力机制得到的增强特征图,并生成初始预测分割图用于后续深层监督;提出高效多头注意力机制(Efficient Multi-Head Self-Attention Module, EMHSA)来进一步细化边缘信息,构建区域与边界之间的联系,以提高其分割性能。在CVC-ClinicDB数据集和Kvasir-SEG数据集上对该算法进行测试,平均相似性系数分别为95.58%和92...     

改进的DeepLabv3+人脸口罩分割方法

在进行口罩遮挡人脸图像修复时,往往需要进行人脸口罩的分割,分割的结果将会对后续的修复工作产生较大的影响。因此,为了更好地实现分割,通过改进图像分割网络DeepLabv3+,提出了一种针对人脸口罩分割的网络模型。将原始DeepLabv3+网络中的主干特征提取网络替换为轻量级网络MobileNetV2,减少模型的参数量,提升模型分割速度;采用密集连接方式将原始空洞空间金字塔池化(Atrous Spatial Pyramid Pooling, ASPP)模块中的不同特征层进行特征融合,并引入CBAM注意力机制,增强模型特征表达能力。为了使模型能够准确分割出不同形状、大小和颜色的口罩,在损失函数中引入焦点损失(Focal Loss)进行模型训练,以缓解不同类别口罩在训练样本上的不均衡问题。通过在PASCLA VOC公共数据集和自建口罩数据集上进行实验。结果表明,改进后的模型相比基准模型在模型参数、分割时间以及分割精度上取得较好的平衡。     

一种改进级联U-Net网络的结肠息肉分割算法

结肠镜图像中息肉的精确分割是诊断结肠癌的关键环节,针对目前结肠息肉分割算法存在孔洞、分割粗糙以及分割不完全的问题,提出了一种改进级联U-Net结构的结肠息肉分割算法。运用特征融合思想,设计了多尺度语义嵌入模块和残差模块,充分利用深、浅层特征的语义信息。引入注意力机制,在模型的级联处构建了改进空洞卷积模块,扩大卷积感受野并增强特征捕获能力。改进了卷积层模块和分割损失函数,提升模型的泛化性和鲁棒性。在Kvasir-SEG数据集上进行实验分析,相似系数、平均交并比、召回率和准确率分别达到了90.39%、88.34%、83.62%和95.12%。实验结果表明,该文所提算法改善了分割图像内部孔洞、边缘粗糙及分割不完全的问题,优于其他息肉分割算法。     

面向无人机航摄图像语义分割的双路特征融合网络

针对无人机航摄图像中目标尺寸差异大导致的感受野难以同时兼顾不同尺寸物体分割效果的问题，提出了利用两路分支分别提取浅层和深层信息的双路特征融合网络（DSFA-Net）。在编码器中，浅层分支利用三个串行ConvNeXt模块提取高通道数的浅层特征以保留更多空间细节；深层分支利用坐标注意力空洞空间金字塔池化（CA-ASPP）模块为特征图重新分配权重，使网络更加关注尺寸各异的分割目标，获得深层多尺度特征。在解码过程中，网络利用双边引导融合模块为两层特征建立通信以进行分辨率融合，提高层级特征的利用率。所提方法在AeroScapes和Semantic Drone航摄图像数据集上进行了实验，其平均交并比分别达到83.16%和72.09%、平均像素准确率分别达到90.75%和80.34%。与主流的语义分割方法相比，所提方法对于具有较大尺寸差异的目标，分割能力更强，更适用于无人机航摄图像场景下的语义分割任务。     

基于改进DeepLabv3+网络的露天矿路网提取方法

针对无人机获取的露天矿影像道路提取过程中道路边界信息丢失和路网提取不准确问题,提出一种基于改进DeepLabv3+网络的露天矿路网提取方法.利用Retinex算法对原始图像进行降噪预处理,得到色彩和光照均衡的数据集;并针对道路区域与背景所占像素比例相差较大的特点,使用占比加权的方法解决了网络训练中正负样本严重不平衡的问题;最后在原始DeepLabv3+模型的基础上构建具有不同空洞速率的密集连接ASPP模块来优化所提取的露天矿道路网络,扩大道路特征点的感受野,提高多尺度特征的覆盖范围.实验结果表明,该语义分割方法的效果优于原DeepLabv3+算法,平均交并比达到79.27％,能够在大范围内准确地提取道路目标,可应用于露天矿区主干路网的提取.     

基于视觉注意力机制的多源遥感图像语义分割

近年来,随着空间感知技术的不断发展,对多源遥感图像的融合处理需求也逐渐增多,如何有效地提取多源图像中的互补信息以完成特定任务成为当前的研究热点。针对多源遥感图像融合语义分割任务中,多源图像的信息冗余和全局特征提取难题,本文提出一种将多光谱图像（Multispectral image, MS）、全色图像（Panchromatic image, PAN）和合成孔径雷达 （Synthetic Aperture Radar, SAR）图像融合的基于Transformer的多源遥感图像语义分割模型Transformer U-Net （TU-Net）。该模型使用通道交换网络（Channel-Exchanging-Network, CEN）对融合支路中的多源遥感特征图进行通道交换,以获得更好的信息互补性,减少数据冗余。同时在特征图拼接后通过带注意力机制的Transformer模块对融合特征图进行全局上下文建模,提取多源遥感图像的全局特征,并以端到端的方式分割多源图像。在MSAW数据集上的训练和验证结果表明,相比目前的多源融合语义分割算法,在F₁值和Dice系数上分别提高了3.31%~11.47%和4.87%~8.55%,对建筑物的分割效果提升明显。      

基于多尺度语义信息增强的农田地块提取网络

针对因农田类间异质性高、相邻地块之间间隔小而出现的相邻地块黏连、地块提取不完整等问题，文中提出了一种基于多尺度语义信息增强的农田地块提取网络。采用并行的多尺度特征提取模块，通过保持特征图的高分辨率保留高精度的边缘信息，降低由下采样带来的细节损耗，缓解地块之间的黏连。使用基于注意力机制的全局语义信息增强模块，通过获取全局语义信息增强网络的类别判断能力减少地块提取不完整的现象。实验结果表明，在IoU、OA、F1-score评价指标上，文中方法比现有研究中具有代表性的4种算法提高了1%～13%。     

基于多尺度融合注意力改进UNet的遥感图像水体分割

针对遥感图像水体分割任务，提出了一种多尺度融合注意力模块改进的UNet网络——A-MSFAM-UNet，该方法在GF-2遥感图像水体分割任务中实现了端到端高分辨率遥感图像水体分割。首先，针对以往注意力模块全局池化操作带来的局部信息不敏感问题，设计了一种多尺度融合注意力模块（MSFAM），该模块使用点卷积融合通道全局信息、深度可分离卷积弥补全局池化造成的信息丢失。MSFAM用于UNet跳跃连接后的特征融合部分重新分配特征点权重以提高特征融合效率，增强网络获取不同尺度信息的能力。其次，空洞卷积用于VGG16主干网络扩展感受野，在不损失分辨率的情况下聚合全局信息。结果表明，A-MSFAM-UNet优于其他通道注意力（SENet、ECANet）改进的UNet，在GF-2水体分割数据集上平均交并比（MIoU）、平均像素精度（MPA）和准确率（Acc）分别达到了96.02%、97.98%和99.26%。