图像描述生成研究进展

图像描述生成结合了计算机视觉和自然语言处理2个研究领域,不仅要求完备的图像语义理解,还要求复杂的自然语言表达,是进一步研究符合人类感知的视觉智能的关键任务.对图像描述生成的研究进展做了回顾.首先,归纳分析了当前基于深度学习的图像描述生成方法涉及的5个关键技术,包括整体架构、学习策略、特征映射、语言模型和注意机制.然后,...     

深度神经网络图像语义分割方法综述

图像语义分割是计算机视觉领域近年来的热点研究课题,随着深度学习技术的兴起,图像语义分割与深度学习技术进行融合发展,取得了显著的进步,在无人驾驶、智能安防、智能机器人、人机交互等真实场景中应用广泛。首先对应用于图像语义分割的几种深度神经网络模型进行简单介绍,接着详细阐述了现有主流的基于深度神经网络的图像语义分割方法,依据实现技术的区别对图像语义分割方法进行分类,并对每类方法中代表性算法的技术特点、优势和不足进行分析与总结。之后归纳了图像语义分割常用的大规模公共数据集和性能评价指标,并在此基础上对经典的语义分割方法的实验结果进行了对比,最后对语义分割领域未来可行的研究方向进行展望。     

基于演化深度学习的图像描述自动生成技术研究

针对现有基于视觉注意力和基于文本注意力的图像描述自动生成模型无法同时兼顾描述图像细节和整体图像的问题,提出了一种基于演化深度学习的图像描述生成模型(evolutionary deep learning model for image captioning, EDLMIC),该模型是一种包含图像编码器、演化神经网络和自适应融合解码器三个子模块的图像描述自动生成模型,能够有效地融合视觉信息和文本信息,自动计算这两种信息在每个时间步所占的比例,从而基于融合的视觉文本信息更好地生成给定图像的相关描述。在Flickr30K和COCO2014两个公开数据集的实验结果表明,EDLMIC模型在METEOR、ROUGE-L、CIDEr和SPICE四个指标均优于其他基线模型,并且在多种不同的生活场景中具有较好的性能。     

基于深度残差注意力的图像事件描述

图像事件描述是根据图像特征数据再结合自然语言处理技术,输出图像事件的语句描述的技术.图像事件的描述,对图片分类、查询等有着极高效率,为了达到更精确的描述效果,本文提出基于深度残差注意力的图像事件描述方法.该方法以ResNet的网络结构为基础,联合分离出的全局注意力与局部注意力,关注图像事件中心事件,生成图像事件描述.在...     

基于编解码卷积神经网络的单张图像深度估计

摘 要：针对传统方法在单目视觉图像深度估计时存在鲁棒性差、精度低等问题,提出一 种基于卷积神经网络(CNN)的单张图像深度估计方法。首先,提出层级融合编码器-解码器网络, 该网络是对端到端的编码器-解码器网络结构的一种改进。编码器端引入层级融合模块,并通过 对多层级特征进行融合,提升网络对多尺度信息的利用率。其次,提出多感受野残差模块,其 作为解码器的主要组成部分,负责从高级语义信息中估计深度信息。同时,多感受野残差模块 可灵活地调整网络感受野大小,提高网络对多尺度特征的提取能力。在 NYUD v2 数据集上完 成网络模型有效性验证。实验结果表明,与多尺度卷积神经网络相比,该方法在精度 δ<1.25 上 提高约 4.4%,在平均相对误差指标上降低约 8.2%。证明其在单张图像深度估计的可行性。     

基于深度神经网络的图像缺损修复方法综述

图像缺损修复研究旨在通过计算机自动修复图像中的缺损内容.近年来,深度神经网络技术的出现有效促进了相关研究的发展.本文针对该类研究进行了系统梳理和综合介绍.依据网络架构类型,具体将方法分为五类:Context-Encoder类、U-Net类、CGAN类、DCGAN类以及StackGAN类.我们具体分析了每类方法的思路、特点、优势和缺陷,并基于系统性实验,在公开大规模数据集上客观对比评价每一类方法的精度和性能.最后对目前相关工作中存在的问题和挑战进行了阐述和介绍.     

结合全局-局部特征和注意力的图像描述方法

为了进一步提高图像描述生成文本的精度,提出一种结合全局-局部特征和注意力机制的图像描述方法。该方法在传统的编码器-解码器模型上进行改进,从整体角度来看,编码器阶段使用残差网络ResNet101提取图像的全局特征和局部特征,以避免对象丢失或对象预测错误问题,在解码器阶段采用嵌入改进后的注意力机制的双向[GRU]生成文本序列。从局部角度来看,该模型提出的注意力机制是一种独立的循环结构,通过计算图像局部特征向量与语义向量之间的相似度来获取注意力权重,增强图像特征与语义信息之间的映射。在MSCOCO数据集上的实验结果显示,该算法在BLEU、CIDEr、METEOR等评价指标上均获得了不同程度的提升,表明使用该模型生成的描述文本准确度高且细节丰富。     

语言结构引导的可解释视频语义描述

视频描述技术旨在为视频自动生成包含丰富内容的文字描述,近年来吸引了广泛的研究兴趣.一个准确而精细的视频描述生成方法,不仅需要对视频有全局上的理解,更离不开具体显著目标的局部空间和时序特征.如何建模一个更优的视频特征表达,一直是视频描述工作的研究重点和难点.另一方面,大多数现有工作都将句子视为一个链状结构,并将视频描述任务视为一个生成单词序列的过程,而忽略了句子的语义结构,这使得算法难以应对和优化复杂的句子描述及长句子中易引起的逻辑错误.为了解决上述问题,提出一种新颖的语言结构引导的可解释视频语义描述生成方法,通过设计一个基于注意力的结构化小管定位机制,充分考虑局部对象信息和句子语义结构.结合句子的语法分析树,所提方法能够自适应地加入具有文本内容的相应时空特征,进一步提升视频描述的生成效果.在主流的视频描述任务基准数据集MSVD和MSR-VTT上的实验结果表明,所提出方法在大多数评价指标上都达到了最先进的水平.     

基于对象关系网状转换器的图像描述模型

针对图像描述生成模型缺乏空间关系信息且图像特征利用不充分的问题,结合对象关系网状转换器,提出一种改进的图像描述模型.利用Faster R-CNN提取图像的外观和边界框特征,并将提取的特征输入到改进的转换器中经过编解码生成图像描述.通过将对象外观和边界框特征合并为关系特征的方式对编码器自我注意力层的注意力权值进行改进,以...     

联合自注意力和循环网络的图像标题生成

目前大多数图像标题生成模型都是由一个基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)的图像编码器和一个基于循环神经网络(Recurrent Neural Network,RNN)的标题解码器组成.其中图像编码器用于提取图像的视觉特征,标题解码器基于视觉特征通过注意力机制来生成标题.然...     

融合ELMo词嵌入的多模态Transformer的图像描述算法

图像描述任务旨在针对一张给出的图像产生其对应描述。针对现有算法中语义信息理解不够全面的问题,提出了一个针对图像描述领域的多模态Transformer模型。该模型在注意模块中同时捕捉模态内和模态间的相互作用;更进一步使用ELMo获得包含上下文信息的文本特征,使模型获得更加丰富的语义描述输入。该模型可以对复杂的多模态信息进行更好地理解与推断并且生成更为准确的自然语言描述。该模型在Microsoft COCO数据集上进行了广泛的实验,实验结果表明,相比于使用bottom-up注意力机制以及LSTM进行图像描述的基线模型具有较大的效果提升,模型在BLEU-1、BLEU-2、BLEU-3、BLEU-4、ROUGE-L、CIDEr-D上分别有0.7、0.4、0.9、1.3、0.6、4.9个百分点的提高。     

基于深度学习的单幅图像超分辨率重建算法综述

单幅图像超分辨率(Single image super-resolution, SISR)重建是计算机视觉领域上的一个重要问题, 在安防视频监控、飞机航拍以及卫星遥感等方面具有重要的研究意义和应用价值. 近年来, 深度学习在图像分类、检测、识别等诸多领域中取得了突破性进展, 也推动着图像超分辨率重建技术的发展. 本文首先介绍单幅图像超分辨率重建的常用公共图像数据集; 然后, 重点阐述基于深度学习的单幅图像超分辨率重建方向的创新与进展; 最后, 讨论了单幅图像超分辨率重建方向上存在的困难和挑战, 并对未来的发展趋势进行了思考与展望.     

基于枢轴语言的图像描述生成研究

当前图像描述生成的研究主要仅限于单语言(如英文),这得益于大规模的已人工标注的图像及其英文描述语料。该文探索零标注资源情况下,以英文作为枢轴语言的图像中文描述生成研究。具体地,借助于神经机器翻译技术,该文提出并比较了两种图像中文描述生成的方法: (1)串行法,该方法首先将图像生成英文描述,然后由英文描述翻译成中文描述; (2)构建伪训练语料法,该方法首先将训练集中图像的英文描述翻译为中文描述,得到图像-中文描述的伪标注语料,然后训练一个图像中文描述生成模型。特别地,对于第二种方法,该文还比较了基于词和基于字的中文描述生成模型。实验结果表明,采用构建伪训练语料法优于串行法,同时基于字的中文描述生成模型也要优于基于词的模型,BLEU_4值达到0.341。     

基于注意力卷积模块的深度神经网络图像识别

对于在深度神经网络的中间层分支进行深度融合，产生潜在可以共享有用信息的基础网络，从而优化信息流动，提升深度神经网络的性能，是近期的深度神经网络研究的挑战。对此提出一种基于注意力卷积模块的深度神经网络的图像识别方法。改进的模块主要分为树干分支与软分支两部分，在树干分支上，由两组残差模块组成，使该模块适用于其他深度神经网络；在软分支上，将给定的中间特征图沿着两个维度（空间与通道）获取注意力特征图，对输入中间特征图进行调整，强化有用信息抑制无用信息。改进的卷积残差模块既能解决输入与输出的尺寸不一致的问题，也能强化图像的关键信息与有效促进网络的信息流动。通过对cifar-10、cifar-100、ck+、AVEC2017数据集进行实验，实验结果表明了提出的方法应用于ResNet-50网络上对比Hu提出的方法在训练耗时相差不到0.3%的情况下，识别图像准确率有0.9%~1.2%的提高。     

深度卷积神经网络在计算机视觉中的应用研究综述

随着大数据时代的到来,含更多 隐含层的深度卷积神经网络(Convolutional neural networks, CNNs)具有更复杂的网络结构,与传统机器学习方法相比具有更强大的特征学习和特征表达能力。使用深度学习算法训练的卷积神经网络模型自提出以来在计算机视觉领域的多个大规模识别任务上取得了令人瞩目的 成绩。本文首先简要介绍深度学习和卷积神经网络的兴起与展,概述卷积神经网络的基本模型结构、卷积特征提取和池化操作。然后综述了基于深度学习的卷积神经网络模型在图像分类、物体检测、姿态估计、图像分割和人脸识别等多个计算机视觉应用领域中的研究现状 和发展趋势,主要从典型的网络结构的构建、训练方法和性能表现3个方面进行介绍。最后对目前研究中存在的一些问题进行简要的总结和讨论,并展望未来发展的新方向。     

注意力机制在单图像超分辨率中的分析研究

基于卷积神经网络的单图像超分网络性能已经远超传统算法,为进一步提升网络表征能力及网络性能,许多研究在网络架构中使用了注意力机制。该文首先回顾注意力机制在单图像超分中的研究,并将其划分为基于一阶注意力机制和基于高阶注意力机制两类方法;然后,对比基于注意力机制的超分网络在网络规模、内存占用、计算量、网络损失类型和注意力机制架构差异,验证了不同注意力机制模块的性能差异,并使用最新的超分可视化分析工具为实验提供侧面证明;最后,分析和讨论基于注意力机制的算法研究在处理真实退化图像方面存在的挑战,指出超分技术发展的关键瓶颈及未来发展方向。     

基于深度卷积神经网络的裂纹检测方法综述

裂纹是威胁民用基础设施安全运行的重要因素之一,及时准确地检测出裂纹可以有效避免事故的发生.基于计算机视觉的自动裂纹检测方法具有操作简单、检测速度快、检测精度高的优点,被广泛应用于桥梁、道路监测、房屋建造、轨道交通等领域.总结了现有裂纹检测主要手段,详细介绍了三类基于深度卷积神经网络的裂纹检测方法,即基于分类的裂纹检测、...