基于深度卷积神经网络的车型识别

传统的基于卷积神经网络的车型识别算法存在识别相似车型的准确率不高,以及在网络训练时只能使用图像的灰度图从而丢失了图像的颜色信息等缺陷。对此,提出一种基于深度卷积神经网络(Deep Convolution Neural Network,DCNN)的提取图像特征的方法,运用深度卷积神经网络对背景较复杂的车型进行网络训练,以达到识别车型的目的。文中采用先进的深度学习框架Caffe,基于AlexNet结构提出了深度卷积神经网络的模型,分别对车型的图像进行训练,并与传统CNN算法进行比较。实验结果显示,DCNN网络模型的准确率达到了96.9%,比其他算法的准确率更高。     

基于小样本学习的SAR图像识别

深度学习已成为图像识别领域的一个研究热点。与传统图像识别方法不同,深度学习从大量数据中自动学习特征,并且具有强大的自学习能力和高效的特征表达能力。但在小样本条件下,传统的深度学习方法如卷积神经网络难以学习到有效的特征,造成图像识别的准确率较低。因此,提出一种新的小样本条件下的图像识别算法用于解决SAR图像的分类识别。该算法以卷积神经网络为基础,结合自编码器,形成深度卷积自编码网络结构。首先对图像进行预处理,使用2D Gabor滤波增强图像,在此基础上对模型进行训练,最后构建图像分类模型。该算法设计的网络结构能自动学习并提取小样本图像中的有效特征,进而提高识别准确率。在MSTAR数据集的10类目标分类中,选择训练集数据中10%的样本作为新的训练数据,其余数据为验证数据,并且,测试数据在卷积神经网络中的识别准确率为76.38%,而在提出的卷积自编码结构中的识别准确率达到了88.09%。实验结果表明,提出的算法在小样本图像识别中比卷积神经网络模型更加有效。     

基于多孔卷积神经网络的图像深度估计模型

针对在传统机器学习方法下单幅图像深度估计效果差、深度值获取不准确的问题，提出了一种基于多孔卷积神经网络（ACNN）的深度估计模型。首先，利用卷积神经网络（CNN）逐层提取原始图像的特征图；其次，利用多孔卷积结构，将原始图像中的空间信息与提取到的底层图像特征相互融合，得到初始深度图；最后，将初始深度图送入条件随机场（CRF），联合图像的像素空间位置、灰度及其梯度信息对所得深度图进行优化处理，得到最终深度图。在客观数据集上完成了模型可用性验证及误差估计，实验结果表明，该算法获得了更低的误差值和更高的准确率，均方根误差（RMSE）比基于机器学习的算法平均降低了30.86%，而准确率比基于深度学习的算法提高了14.5%，所提算法在误差数据和视觉效果方面都有较大提升，表明该模型能够在图像深度估计中获得更好的效果。     

基于显著性语义区域加权的图像检索算法

针对计算视觉领域图像实例检索的问题，提出了一种基于深度卷积特征显著性引导的语义区域加权聚合方法。首先提取深度卷积网络全卷积层后的张量作为深度特征，并利用逆文档频率（IDF）方法加权深度特征得到特征显著图；然后将其作为约束，引导深度特征通道重要性排序以提取不同特殊语义区域深度特征，排除背景和噪声信息的干扰；最后使用全局平均池化进行特征聚合，并利用主成分分析（PCA）降维白化得到图像的全局特征表示，以进行距离度量检索。实验结果表明，所提算法提取的图像特征向量语义信息更丰富、辨识力更强，在四个标准的数据库上与当前主流算法相比准确率更高，鲁棒性更好。     

基于深度卷积神经网络的面部表情识别研究

本研究为了解决传统面部表情识别模型准确率较低的问题，基于深度卷积神经网络（Deep Convolutional Neural Network,DCNN）提出一种新的改进神经网络模型，与传统模型相对比，本模型将其核心的卷积层替换成了深度可分离卷积层，同时搭配卷积残差块的使用，使网络能够有效减少参数的情况下，能够提取多尺度上的特征信息，从而有效地保留了细节特征。最后通过仿真对比，证明本研究提出的DCNN网络具有突出的性能特点，适合用于面部表情识别任务。     

基于姿态引导对齐网络的局部行人再识别

将局部行人再识别中的局部图像与整体图像直接进行比较会产生严重的空间错位,从而导致无法检测到正确目标。针对相同尺寸的行人局部图像与全局图像不匹配问题,提出姿态引导对齐网络(PGAN)模型,将姿态作为辅助信息引入到姿态引导的空间变换模块中,从局部图像与整体图像中提取仿射变换后的行人图像并将其与标准姿态进行对齐,再利用卷积神经网络学习相关特征实现局部行人再识别。实验结果表明,在Partial-REID数据集上PGAN模型取得65%的Rank-1准确率,相比直接使用深度卷积神经网络提取全局特征进行匹配的基准模型提高了3.7%,从而证明其具有良好的局部图像对齐能力及行人再识别效果。     

基于深度学习卷积神经网络的民航旅客人脸智能识别方法

在民航旅客人脸识别中,由于人脸特征提取差,导致识别准确率低,因此提出基于深度学习卷积神经网络的民航旅客人脸智能识别方法。首先,利用深度学习卷积神经网络检测人脸,获取人脸位置并标记关键特征点;其次,基于人脸姿态校正提取关键特征,利用三角对线理论融合人脸特征;最后,通过计算待检测图像与数据集中图像的余弦相似度,实现人脸智能识别。实验结果表明,该方法的识别准确率在92%以上,证明其具备可行性。     

基于深度学习的胃癌病理图像分类方法

针对深度卷积神经网络能够有效提取图像深层特征的能力,选择在图像分类工作中表现优异的GoogLeNet和AlexNet模型对胃癌病理图像进行诊断。针对医学病理图像的特点,对GoogLeNet模型进行了优化,在保证诊断准确率的前提下降低了计算成本。在此基础上,提出模型融合的思想,通过综合不同结构和不同深度的网络模型,来学习更多的图像特征,以获取更有效的胃癌病理信息。实验结果表明, 相比原始模型 ,多种结构的融合模型在胃癌病理图像的诊断上取得了更好的效果。     

基于语义DCNN特征融合的细粒度车型识别模型

针对深度卷积神经网络模型缺乏对语义信息的表征能力,而细粒度视觉识别中种类间视觉差异微小且多集中在关键的语义部位的问题,提出基于语义信息融合的深度卷积神经网络模型及细粒度车型识别模型.该模型由定位网络和识别网络组成,通过定位网络FasterRCNN获取车辆目标及各语义部件的具体位置;借助识别网络提取目标车辆及各语义部件的特征,再使用小核卷积实现特征拼接和融合;最后经过深层神经网络得到最终识别结果.实验结果表明,文中模型在斯坦福BMW-10数据集的识别准确率为78.74%,高于VGG网络13.39%;在斯坦福cars-197数据集的识别准确率为85.94%,其迁移学习模型在BMVC car-types数据集的识别准确率为98.27%,比该数据集目前最好的识别效果提高3.77%;该模型避免了细粒度车型识别对于车辆目标及语义部件位置的依赖,并具有较高的识别准确率及通用性.     

时域非填充网络视频行为识别算法研究

视频行为识别是图像和视觉领域的一个基础问题,在基于深度学习的行为识别模型中,2D卷积方法模型参数较少,但是准确率不高;3D卷积方法在一定程度上提高了准确率,但会产生较多的参数和计算量。为了在保持准确率的前提下降低3D卷积神经网络行为识别模型的参数量,减少计算资源消耗,提出了时域零填充卷积网络行为识别算法,对视频进行3D卷积时不在时间维度上填充额外数据,以此来保证时域信息的完整性。为了充分利用有限的时间信息,设计了适合此填充方式的网络结构：先以时域不填充的方式使用3D卷积提取时空信息,然后利网络重组结构将3D卷积变为2D卷积来进一步提取特征。实验表明,该网络的参数量为10.385×106,不使用预训练权重的情况下在UCF101数据集上准确率为60.28%,与其他3D卷积网络行为识别方法相比在资源占用和准确率上都有明显优势。     

乳腺超声双模态数据的协同约束网络

目的 通过深度学习对乳腺癌早期的正确诊断能大幅提高患者生存率。现阶段大部分研究者仅采用B型超声图像作为实验数据,但是B型超声自身的局限性导致分类效果难以提升。针对该问题,提出了一种综合利用B型超声和超声造影视频来提高分类精度的网络模型。方法 针对B型超声图像及造影视频双模态数据的特性设计了一个双分支模型架构。针对传统提取视频特征中仅使用单标签的不足,制定了病理多标签预训练。并设计了一种新的双线性协同机制,能更好地融合B型超声和超声造影的特征,提取其中的病理信息并抑制无关噪声。结果 为了验证提出方法的有效性,本文设计了3个实验,前两个实验分别对B型超声和超声造影进行预训练。在造影分支,使用根据医学领域设计的病理多标签进行预训练。最后,采用前两个实验的预训练模型进行第3个实验,相比单独使用B型超声图像精度提升6.5%,比单用超声造影视频精度提高7.9%。同时,在使用双模态数据里,本文方法取得了最高精度,相比排名第2的成绩提高了2.7%。结论 本文提出的协同约束网络,能对不同模态的数据进行不同处理,以提取出其中的病理特征。一方面,多模态数据确实能从不同角度展示同一个病灶区,为分类模型提供更多的病理特征,进而提高模型的分类精度。另一方面,合适的融合方式也至关重要,能最大程度地利用特征并抑制噪声。     

基于优化HOG特征计算的非完整人体特征检测

针对灾难中被困者的识别问题,提出了一种遮挡状态下的非完整人体特征检测方法。基于头部、腿部等可能暴露在外的人体特征,先构造相交检测窗口,重新检测目标图像块内的方向梯度直方图（HOG）特征,并结合基于子单元插值的方法计算块内特征,从而实现了基于优化HOG特征的非完整人体特征检测。实验结果表明,该优化HOG特征计算后的非完整人体检测方法可显著提高人体检测的检测速度和准确性,降低误检率。     

A retrieval system to analyse dermatological lesions using feature ortho-normalisation

An information retrieval system is proposed as an assistance tool for diagnosing the skin lesion using Content-Based Image Retrieval approach. Efficiency of the retrieval system is deliberated in terms of the most relevant retrieval of images from database. The proposed diagnostic assistive model retrieves the skin lesion images and its disease category, case history, symptoms and treatment plan. This retrieval process is made from a dermatology database by the way of visual features in the input image such as shape, texture and colour. The author’s proposed principal component analysis (PCA) feature projection technique is to discriminate the features by projecting them onto a feature subspace. While projecting the features onto a feature subspace features are normalised orthogonally. So the proposed methodology is used to improve the classification by the way of discriminate the features, in-turn it focus the retrieval of comprehensive reference sources, so that the diagnosis accuracy of the dermatologists are also improved. Receiver-operating characteristic curve is used to analyse the proposed computer-aided diagnosis (CAD) method, while analysis we attained high contribution to detect the skin lesions. Totally 1450 images are experimented and the system produced the 99.09% specificity, 96.69% sensitivity and 98.3% accuracy. When compared with other works this system of assessment shows high retrieval and diagnosis concert.     

结合注意力机制的乳腺双模态超声分类网络

目的 影像学医师通常通过观察乳腺B型超声(brightness-mode ultrasound)肿瘤区域进行良恶性分析,针对难以辨别的病例则融合其对应的超声造影(contrast-enhanced ultrasound, CEUS)特征进一步判别。由于超声图像灰度值范围变化小、良恶性表现重叠,特征提取模型如果不能关注到病灶区域将导致分类错误。为增强网络模型对重点区域的分析,本文提出一种基于病灶区域引导的注意力机制,同时融合双模态数据,实现乳腺超声良恶性的精准判别。方法 通过对比实验,选取一个适合超声图像特征提取的主干分类模型ResNet34;为学习到更有分类意义的特征,以分割结节的掩膜图(region of interest, ROI-mask)作为引导注意力来修正浅层空间特征;将具有分类意义的超声造影各项评价特征向量化,与网络提取的深层特征进行融合分类。结果 首先构建一个从医院收集的真实病例的乳腺超声数据集BM-Breast(breast ultrasound images dataset),与常见分类框架ResNet、Inception等进行对比实验,并与相关最新乳腺分类研究成果对...     

基于CPSO-LSSVM的网络入侵检测

为提高网络入侵检测效果,提出一种结合混沌粒子群优化（CPSO）算法和最小二乘支持向量机（LSSVM）的网络入侵检测模型。将网络特征和LSSVM参数编码成二进制粒子,根据网络入侵检测正确率和特征子集维数权值构造粒子群目标函数。通过粒子群找到最优特征子集和LSSVM参数,同时引入混沌机制保证粒子群的多样性,防止早熟现象的出现,从而建立最优网络入侵检测模型。采用KDD99数据集进行性能测试,结果表明,该模型不仅能获得最优特征子集和LSSVM参数,而且提高了入侵检测速度和正确率,降低了入侵检测误报率和漏报率。     

基于一种改进的LBP算法和超限学习机的肝硬化识别

肝硬化的计算机辅助诊断对肝脏疾病的早期治疗和诊断具有重要意义。针对B超图像中肝硬化病变区域边缘模糊和回声不均匀、尺度因素影响等问题,提出了改进的LBP算法并提取了相应的SLBP特征。该特征较传统的纹理特征更准确地描述了B超图像中肝硬化病变的特征,结合二维Gabor变换,解决了上述难题。鉴于传统的机器学习方法的训练时间较长,采用基于超限学习机的训练方法,并首次将其应用于肝硬化识别。实验结果表明,所提方法对测试集的分类准确率达到95.4%,在时间效率上较传统方法有很大提高。ROC曲线表明,提出的分类方法在准确率和泛化能力上均优于传统方法,有助于肝硬化的临床诊断。     

特征重用和注意力机制下肝肿瘤自动分类

目的 肝肿瘤分类计算机辅助诊断技术在临床医学中具有重要意义,但样本缺乏、标注成本高及肝脏图像的敏感性等原因,限制了深度学习的分类潜能,使得肝肿瘤分类依然是医学图像处理领域中具有挑战性的任务。针对上述问题,本文提出了一种结合特征重用和注意力机制的肝肿瘤自动分类方法。方法 利用特征重用模块对计算机断层扫描（computed tomography,CT）图像进行伪自然图像的预处理,复制经Hounsfield处理后的原通道信息,并通过数据增强扩充现有数据;引入基于注意力机制的特征提取模块,从全局和局部两个方面分别对原始数据进行加权处理,充分挖掘现有样本的高维语义特征;通过迁移学习的训练策略训练提出的网络模型,并使用Softmax分类器实现肝肿瘤的精准分类。结果 在120个病人的514幅CT扫描切片上进行了综合实验。与基准方法相比,本文方法平均分类准确率为87.78%,提高了9.73%;与肝肿瘤分类算法相比,本文算法针对转移性肝腺癌、血管瘤、肝细胞癌及正常肝组织的分类召回率分别达到79.47%、79.67%、85.73%和98.31%;与主流分类模型相比,本文模型在多种评价指标中均表现优异,平均准确率、召回率、精确率、F1-score及AUC（area under ROC curve）分别为87.78%、84.43%、84.59%、84.44%和97.50%。消融实验表明了本文设计的有效性。结论 本文方法能提高肝脏肿瘤的分类结果,可为临床诊断提供依据。     

基于Canny边缘SURF特征的红外与可见光图像配准算法

利用多源传感器之间获取信息的互补性,克服单传感器的缺陷,从而提高系统整体性能指标的思想已经在军事、医疗、卫星等领域获得了广泛的应用。可见光和红外图像相融合也能提高视觉应用场景中对目标的探测能力,降低目标警报的虚警率和漏警率,提升准确率和工作效益。对于红外与可见光图像配准过程中受不同传感器图像成像原理不同,成像结果图像灰度差异大、特征难以匹配的问题,可以利用红外和可见光图像的共有特征即边缘轮廓特征,采用Canny边缘提取算法提取出图像最基本、稳定的特征,然后在边缘图中使用SURF特征检测算法进行特征点提取与匹配,最后采用RANSAC进行精准匹配。由于边缘在红外和可见光图像中都是比较稳定的特征,而且在边缘轮廓图中进行特征提取将极大减少计算量和提高匹配率,因而最终能够获得较为准确的红外、可见光图像的变换关系。     

Synergies between texture features: an abstract feature based framework for meningioma subtypes classification

Histopathology is the gold standard for accurate diagnosis of cancer, tumors and similar diseases. Real-world pathological images, due to non-homogeneous nature and unorganized spatial intensity variations, are complex to analyze and classify. The major challenge in classifying pathological images is the complexity due to high intra-class variability and low inter-class variation in texture. Accuracy of histopathological image classification is highly dependent on the relevancy of the selected features to the problem. This paper is an effort in the same direction and presents an abstract feature based framework called abstract feature framework (AFF) to select optimal set of the most relevant features to classify pathological images. An abstract feature is created by identifying interlinked run-length texture features and grouping them. AFF is comprised of a new data structure called Abstract Feature Tree (AFT) and an algorithm for manipulating it. AFT is a tree structure in which nodes are abstract features. The Linkage Learning Algorithm for manipulating AFT is the brain of this framework and inspired by genetic algorithm. It creates better abstract features by first identifying interlinked abstract features and then combining them. This process is repeated until no improvement is found. On termination, the final list of abstract features is used for classifying pathological images. The proposed framework was tested on real-world histopathological meningioma dataset. Results obtained proved that the proposed framework outperformed the best-known rank-based feature selection techniques by using, on average, approximately three times less features to achieve 22% higher classification accuracy.     

基于多特征描述的乳腺癌肿瘤病理自动分级

为了辅助病理医生快速高效诊断乳腺癌并提供乳腺癌预后信息,提出一种计算机辅助乳腺癌肿瘤病理自动分级方法。该方法使用深度卷积神经网络和滑动窗口自动检测病理图像中的细胞;随后综合运用基于稀疏非负矩阵分解的颜色分离、前景标记的分水岭算法以及椭圆拟合得到每个细胞的轮廓。基于检测到的细胞和拟合出的细胞轮廓,提取出肿瘤的组织结构特征和上皮细胞的纹理形状特征等共203维的特征,运用这些特征训练支持向量机分类器(SVM),实现对病理组织图像自动分级。17位患者的49张H&E染色的乳腺癌病理组织图像自动分级的100次十折交叉检验评估结果表明:基于病理图像的细胞形状特征与组织的空间结构特征对病理图像的高、中、低分化等级分类整体准确率为90.20%;同时对高、中、低各分化等级的区分准确率分别为92.87%、82.88%、93.61%。相比使用单一结构特征或者纹理特征的方法,所提方法具有更高的准确率,能准确地对病理组织图像中肿瘤的高级和低级分化程度自动分级,且各分级之间的准确率差异较小。