基于多特征融合的交通标志分类

为有效提高交通标志分类的准确度,提出一种融合全局特征和局部特征的多特征交通标志分类方法。首先提取能够描述标志图像内部纹理信息的局部二值模式(local binary pattern, LBP)特征,再提取能够表示标志图像形状信息的方向梯度直方图(histogram of oriented gradient, HOG)特征和描述图像粗略轮廓信息的全局Gist特征,然后采用线性组合方式,实现特征融合互补,并通过主成分分析(principal components analysis, PCA)法进行数据降维,最后采用支持向量机(support vector machine, SVM)分类器进行交通标志训练与识别。试验结果表明:相对于单一特征的交通标志分类方法,基于多特征融合的算法获得了更高的分类精确度,同时也满足实时性要求。     

基于注意力机制和多层次特征融合的目标检测算法

为了提高目标检测的准确率,提出一种基于注意力机制和多层次特征融合的图像目标检测算法。该算法在Cascade R-CNN模型的基础上,以RseNet50为主干网络,通过嵌入简单的注意力模块（SAM）来提高网络的判别能力;其次,利用深度可分离卷积改进特征金字塔网络（FPN）,设计了多层次特征融合模块（MFFM）,对多尺度特征进行融合,以丰富特征图的信息量,并对不同层次的特征图赋予相应的权重以平衡不同尺度的特征信息;最后,结合目标检测方法中的区域建议网络（RPN）结构获取目标的候选区域进行分类和回归处理,确定检测目标的位置和类别。实验结果表明,相较于Cascade R-CNN目标检测算法,该算法的检测精度提升了约2.0%。     

基于T-GLCM和Tamura融合特征的纹理材质分类

虚拟现实力触觉再现对于图像纹理特征提取的要求越来越高,纹理因素复杂且无规律,单一的纹理提取算法并不能准确地描述图像纹理的特点.因此提出基于GLCM(灰度共生矩阵)和Tamura融合特征的纹理材质分类算法.此外,本文对传统灰度共生矩阵GLCM进行优化,提出了改进的GLCM(T-GLCM)算子,提升了GLCM的旋转不变性并减少了大量的冗余信息.利用Tamura纹理特征对图像进行量化,然后将各特征区域量化后级联成一组特征向量,融合T-GLCM的纹理特征,通过支持向量机(SVM)对纹理材质进行分类.实验结果表明,相比传统纹理特征提取算法,本文算法具有更高的分类精度且鲁棒性更好.     

Convolutional Neural Network Based on Spatial Pyramid for Image Classification

A novel convolutional neural network based on spatial pyramid for image classification is proposed. The network exploits image features with spatial pyramid representation. First, it extracts global features from an original image, and then different layers of grids are utilized to extract feature maps from different convolutional layers. Inspired by the spatial pyramid, the new network contains two parts, one of which is just like a standard convolutional neural network, composing of alternating convolutions and subsampling layers. But those convolution layers would be averagely pooled by the grid way to obtain feature maps, and then concatenated into a feature vector individually. Finally, those vectors are sequentially concatenated into a total feature vector as the last feature to the fully connection layer. This generated feature vector derives benefits from the classic and previous convolution layer, while the size of the grid adjusting the weight of the feature maps improves the recognition efficiency of the network. Experimental results demonstrate that this model improves the accuracy and applicability compared with the traditional model.     

基于多特征融合和混合核SVM的目标识别方法

针对可见光和红外传感器具有不同感知特性的问题,提出了一种基于多传感器特征信息融合和混合核SVM的图像目标识别方法,方法包含多特征提取、主成分分析和混合核SVM分类三个部分.在特征提取中利用可见光和红外图像的互补性,分别提取同一场景可见光与红外图像的灰度共生矩阵以及灰度直方图统计特征,得到一组目标融合的特征量,进一步进行目标分类与识别;利用主成分分析法降低特征的维度,减少计算量;利用混合核SVM方法对目标特征进行分类识别.结果表明,在室内环境中对不同人群密度等级进行分类时,所提出方法的精度可达88.21%.     

基于深度学习特征融合的遥感图像场景分类应用

针对传统手工特征方法无法有效提取整体图像深层信息的问题,本文提出一种基于深度学习特征融合的场景分类新方法.利用灰度共生矩阵（GLCM）和局部二值模式（LBP）提取具有相关空间特性的纹理特征和局部纹理特征的浅层信息;通过基于AlexNet迁移学习网络提取图像的深层信息,在去除最后一层全连接层的同时加入一层256维的全连接层作为特征输出;将两种特征进行自适应融合,最终输入到网格搜索算法优化的支持向量机（GS-SVM）中对遥感图像进行场景分类识别.在公开数据集UC Merced的21类目标数据和RSSCN7的7类目标数据的实验结果表明,5次实验的平均准确率分别达94.77%和93.79%.该方法可有效提升遥感图像场景的分类精度.     

基于特征优化与深层次融合的目标检测算法

针对单阶段多边框检测算法(SSD)存在对小目标检测误差较大的问题,提出基于特征优化与深层次融合的目标检测算法,通过空间通道特征增强(SCFE)模块和深层次特征金字塔网络(DFPN)改进SSD. SCFE模块基于局部空间特征增强和全局通道特征增强机制优化特征层,注重特征层的细节信息;DFPN基于残差空间通道增强模块改进特征金字塔网络,使不同尺度特征层进行深层次特征融合,提升目标检测精度.在训练阶段添加样本加权训练策略,使网络注重训练定位良好的样本和置信度高的样本.实验结果表明,在PASCAL VOC数据集上,所提算法在保证速度的同时检测精度由SSD的77.2%提升至79.7%;在COCO数据集上,所提算法的检测精度由SSD的25.6%提升至30.1%,对小目标的检测精度由SSD的6.8%提升至13.3%.     

联合多尺度与注意力机制的遥感图像目标检测

遥感图像存在背景复杂、目标尺度差异大且密集分布等不足,为提高现有算法的检测效果提出联合多尺度与注意力机制的遥感图像目标检测算法. 改进空洞空间金字塔池化模块,增大不同尺寸图像的感受野;提出注意力模块用于学习特征图通道信息和空间位置信息,提升算法对复杂背景下遥感图像目标区域的特征提取能力;引入加权双向特征金字塔网络结构与主干网结合来增进多层次特征的融合;使用基于距离的非极大值抑制方法进行后处理,改善检测框易重叠的问题. 在DIOR和NWPUVHR-10数据集上的实验结果表明：所提算法的平均精度均值mAP分别达到71.6%和91.6%,相比于主流的YOLOv5s算法分别提升了2.9%和1.5%. 所提算法对复杂遥感图像取得了更好的检测效果.     

特征金字塔多尺度全卷积目标检测算法

基于区域建议网络构建一种特征金字塔多尺度网络结构,并结合全卷积操作完成微小目标与类别无关目标的检测. 为了提升图像中微小目标的检测精度,构建基于侧链接融合的3层金字塔结构网络,充分利用语义级别比较低的图像卷积特征. 为了提高类别无关的图像目标检测鲁棒性,提出特定的非极大值抑制算法,在重叠目标过滤时消除冗余目标窗口,并对目标窗口进行位置精修. 在PASCAL VOC 2007、PASCAL VOC 2012以及古代绘画数据集上的实验结果表明：所提算法对于微小目标、多尺度目标检测及种类无关的目标检测的检测精度高于已有算法.     

Image Retrieval Approach Based on Intuitive Fuzzy Set Combined with Genetic Algorithm

Aiming at shortcomings of traditional image retrieval systems,a new image retrieval approach based on color features of image combining intuitive fuzzy theory with genetic algorithm is proposed.Each image is segmented into a constant number of sub-images in vertical direction.Color features are extracted from every sub-image to get chromosome coding.It is considered that fuzzy membership and intuitive fuzzy hesitancy degree of every pixel's color in image are associated to all the color histogram bins.Certain feature,fuzzy feature and intuitive fuzzy feature of colors in an image,are used together to describe the content of image.Efficient combinations of sub-image are selected according to operation of selecting,crossing and variation.Retrieval resuits are obtained from image matching based on these color feature combinations of sub-images.Tests show that this approach can improve the accuracy of image retrieval in the case of not decreasing the speed of image retrieval.Its mean precision is above 80%.     

多特征融合匹配的霍夫森林多目标跟踪

针对目标遮挡、形变等复杂环境中多目标跟踪准确性低的问题,提出了一种多特征融合匹配的霍夫森林多目标跟踪算法．首先,该算法根据目标检测响应进行初步关联,在线选取正负样本,通过融合颜色直方图、方向梯度直方图特征以及光流信息构建目标的特征模型;然后利用霍夫森林学习,形成可靠的长轨迹;最后采用多特征融合的轨迹匹配算法,引入颜色直方图的相似性度量和基于Gabor滤波器的特征点匹配两种方式,形成加权融合的概率矩阵,将长轨迹逐级关联为目标的完整轨迹．实验表明,该算法在多个复杂环境的视频序列中,可以有效解决目标形变、相互遮挡等问题,能实现多目标的鲁棒性跟踪．     

基于优化预测定位的单阶段目标检测算法

针对单阶段多边框检测(SSD)算法中存在目标定位不准确和小目标检测精度不高的问题,提出基于优化预测定位的单阶段目标检测算法EL-SSD. 通过双向加权特征金字塔将原SSD预测特征图特征融合,对输出特征图进行特征位置信息解码后进行特征通道权重再分配,提升了特征语义信息,捕获了跨通道位置信息. 通过构建分类置信度及额外的定位置信度级联聚类对预测框进行非极大值抑制,提高在检测阶段对选择目标的定位精度. 实验结果表明,EL-SSD算法在PASCAL VOC2007上的平均检测均值达到79.8%,比原SSD算法提高了2.6%. 在COCO数据集上的精度达到29.4%,比原SSD算法提高了3.5%,在检测图片上的目标定位效果及小目标检测效果明显优于SSD, 适用于需要高定位性能的实时应用场景.     

基于多级特征并联的轻量级图像语义分割

针对当前语义分割算法普遍具有网络结构复杂和计算开销巨大的问题,为了综合提高语义分割算法实时性和精确度,提出计算高效的基于多级特征并联网络（LSSN）的轻量级图像语义分割网络. 该算法综合考虑网络的参数量、运行速度和性能,能更好地应用到嵌入式设备和可移动设备上. 应用微调的深度卷积神经分类网络作为特征提取网络结构,提取网络不同深浅层语义和位置特征. 提出空洞残差增强模块和深度空洞空间金字塔模块分别处理来自特征提取基准网络的深层特征和浅层特征,并将深浅层特征按特定维度比例以并联的方式进行融合. 所提方法在PASCAL VOC 2012数据集上准确度（平均交并比）为77.13%,与当前具有高性能的语义分割算法和实时语义分割算法相比,能更好地平衡网络的实时性和精确度,具有更优的实用价值和性能效果.     

基于实例分割的复杂环境车道线检测方法

针对基于语义分割的车道线检测方法存在的特征表述模糊、语义信息利用率较低的问题,采用实例分割算法,提出基于改进混合任务级联（HTC）网络的车道线检测方法. 基于HTC网络模型,在主干网络中引入可变形卷积,提升主干网络对复杂环境中车道线特征的提取能力. 改进特征金字塔网络结构,在特征金字塔网络的基础上添加自底向上的低层特征传递路径,引入空洞卷积,在不损失车道线特征信息的情况下增加特征图感受野,利用低层特征中所包含的车道线的精确定位信息,提高车道线的检测精度. 实验结果表明,改进HTC网络模型可以实现车道线特征的鲁棒提取,在复杂道路环境中可以获得较好的检测性能,有效提高了车道线检测精度.     

基于改进核相关滤波算法的目标跟踪

针对核相关滤波算法仅使用一种特征表达进行目标追踪,使其在一些场景中跟踪效果不佳的问题,提出了一种多特征融合的核相关滤波跟踪方法。采用31维的方向梯度直方图特征、58维的局部二值模式特征和1维的灰度特征进行融合。该算法选择在特征层进行特征融合,先将方向梯度特征和局部二值模式特征并联融合,再将融合后的特征串联融合灰度特征,形成新的特征表达。在OTB(Object Tracking Benchmark)数据集上进行了测试,结果表明,该算法具有更好的跟踪效果。     

多层次特征融合与超图卷积的生成对抗壁画修复

针对现有深度学习图像修复方法在修复壁画时,存在特征利用率低及对上下文信息关注不足等问题,提出了一种多层次特征融合与超图卷积的生成对抗壁画修复模型。首先,设计金字塔特征提取层结构,利用金字塔特征分层对壁画进行多尺度层次特征提取,并采用混合空洞卷积单元扩大多层特征提取感受野,克服了单尺度卷积操作对于壁画特征提取能力不足的问题。然后,提出多分支短链融合层及门控机制融合多分支特征,将相邻分支间的特征信息进行融合,使融合后的壁画特征图中既有同分支的特征,又有相邻分支的特征,提高特征信息的利用率,并引入门控机制对特征进行选择融合,减少细节信息的丢失。接着,将融合特征通过ConvLSTM特征注意力,增强对壁画上下文信息的关注。最后,设计超图卷积壁画长程特征增强模块,通过在编码器和解码器的跳跃连接之间建立超图卷积层,利用超图卷积来捕获编码器的空间特征信息,将其迁移到解码器中,有助于解码器更好地生成壁画图像,加强特征的长程依赖关系,并与SN-PatchGAN判别网络对抗完成壁画修复。通过对人为添加破损和真实破损壁画图像进行数字化修复实验,结果可以发现：所提方法在PSNR和SSIM等客观评价指标均优于对比算法。多组实验结果表明：所提方法的对于破损壁画修复结果更加清晰自然。     

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Log-Gabor和ULBP改进算法的人脸识别

为进一步提升人脸识别系统的识别率,加强其对光照、表情、姿态变化的鲁棒性,针对人脸识别中的特征提取问题,提出一种基于Log-Gabor与均匀局部二值模式（Uniform Local Binary Pattern,ULBP）改进算法的人脸识别方法。该算法采用多尺度、多方向Log-Gabor滤波器对图像进行滤波来提取Log-Gabor特征,再通过旋转不变均匀模式的LBP进行运算编码,并利用局部空间直方图来描述人脸,最后通过加权的卡方距离对直方图匹配完成人脸识别。在Yale、GT人脸数据库上的测试结果表明,该方法具有更好识别性能,且对环境鲁棒性较好。     

基于图像力场理论的ORB特征优化方法

针对现有的移动机器人视觉图像ORB特征受图像尺度、光照和旋转影响比较大的问题,提出了一种基于图像力场理论转换的优化ORB算法.通过计算图像熵值确定图像金字塔尺度,构建稳定的ORB特征,以此解决ORB特征点的尺度不变性.采用ORB特征点的引力方向作为特征点描述子的主方向,优化ORB算法的旋转不变性.利用PROSAC算法剔除冗余ORB特征点.结果表明,本文方法在一定程度上提高了ORB特征点描述子的准确度和匹配正确率.     

基于显著稀疏强关联的脑功能连接分类方法

针对脑功能连接数据维度过高、冗余特征过多影响神经网络分类准确率的问题,提出一种基于显著稀疏强关联的脑功能连接分类方法. 该方法利用显著特征稀疏模块对原始特征进行筛选增强;采用稀疏强关联特征上下文融合模块对不同感受野内的显著特征信息进行聚合;使用全连接神经网络进行分类预测. 在ABIDE以及ADHD-200数据集上的实验结果表明,所提方法相较于现有的脑功能连接分类算法在准确率上分别提升了10.41%和12.50%. 重要特征的可视化结果表明所提方法能准确定位与疾病相关的脑区,具有一定实际应用价值.