结合多尺度特征融合和多输入多输出编-解码器的去模糊算法

针对相机抖动、拍摄物体快速运动以及低快门速度等因素造成的图像非均匀模糊,提出一种结合多尺度特征融合和多输入多输出编-解码器的去模糊算法。首先使用多尺度特征提取模块来提取较小尺度模糊图像的初始特征,该模块使用扩张卷积来以较少的参数量获得更大的感受野。其次,通过特征注意力模块来自适应地学习不同尺度特征中的有效信息,该模块利用小尺度图像的特征来生成注意图,能够有效地减少冗余特征。最后,使用多尺度特征渐进融合模块逐步融合不同尺度的特征,使得不同尺度特征信息能够进行互补。相比以往的使用多个子网堆叠的多尺度方法,文中使用单个网络就能提取多尺度特征,从而降低了训练难度。为了评估网络的去模糊效果和泛化性能,提出的算法在基准数据集GoPro、HIDE和真实数据集RealBlur上均进行了测试。在GoPro和HIDE数据集上的峰值信噪比值分别为31.73 dB和29.39 dB,结构相似度值分别为0.951和0.923,其结果均高于目前先进的去模糊算法,并且在真实数据集RealBlur上也取得了最佳效果。实验结果表明,提出的去模糊算法相比现有算法去模糊更为彻底,能有效地复原图像的边缘轮廓和纹理细节信息,并且能够提升后续高级计算机视觉任务的鲁棒性。     

结合全局语义优化的对抗性灰度图像彩色化

针对当前灰度图像彩色化算法容易出现色彩枯燥、颜色溢出和图像细节损失等问题,本文提出一种结合全局语义优化的对抗性灰度图像彩色化算法。其中,生成网络采用自主改进的U-Net网络。一方面,改进的U-Net网络利用多层卷积对输入图像进行逐步下采样,在获取多尺度层级特征和全局特征的同时,在跳跃连接中将全局特征和多尺度层级特征进行自适应融合,从而有效增强算法对全局语义信息的理解能力并缓解颜色溢出的现象;另一方面,改进的U-Net网络在上采样过程中融合通道注意力模块,使得在提取卷积特征时能够有效抑制噪声并降低特征冗余性。判别网络主要采用全卷积结构,通过反向传播误差以达到优化生成网络的目的。此外,本文算法的损失函数将WGAN-GP网络的优化思想和颜色损失相结合,从而解决传统生成对抗网络训练时出现的梯度消失和模式崩溃等问题。本文算法在Place365测试集上所获取的峰值信噪比、结构相似性和信息熵指标分别为24.455dB、0.943和7.489。实验结果表明,本文算法能够缓解颜色溢出,且细节保持和颜色饱和度方面都具有一定优势。     

基于注意力机制特征融合与增强的自然场景文本检测

为了解决自然场景文本检测中由于文本实例分布随机、形态与尺度多样造成的检测难题,设计了一种基于注意力机制特征融合与增强的自然场景文本检测算法。利用注意力机制对有效特征提取的优势,在模型的解码融合阶段设计并引入了一种基于注意力的特征融合模块(Attention-based Feature Fusion Module, AFFM),利用空间和通道注意力分别为高层特征和低层特征引入更丰富的细节和全局信息,进一步提高了检测的准确率;设计了联合注意力特征增强模块(Joint Attention Feature Enhancement Module, JAM),利用卷积对级联后的特征在不同通道之间、空间位置间的联系建模,并生成联合特征权重mask对级联特征做加权,从而提高信息的表征能力,有效减少误检与漏检。在Total-Text和ICDAR2015两个数据集上对模型做评估,测试结果表明,该方法的F1综合指标分别达到了85.1%和87.6%,均优于当前主流算法。     

基于CA-Res2Net和可变形卷积的图像去模糊方法

针对动态场景下的非均匀运动模糊问题,提出了一种基于细粒度多尺度注意力残差模块(CA-Res2Net)和可变形卷积(Deformable Convolution)的图像去模糊方法CADNet。CADNet以可变形卷积自编码结构为基础架构,进而可以更好地对抗模糊形变;同时CADNet嵌入了细粒度多尺度的残差模块,可以在更细粒度的层次上表示图片的多尺度特征信息,从而可以获得更强的特征表示能力。实验结果表明,CADNet是一种高效的去模糊算法,在获得更高去模糊性能的同时,压制住了计算开销。     

多尺度CNN与高频信息融合的图像去雾算法

针对现有去雾算法在恢复图像边缘区域效果不佳以及存在薄雾残留等问题,本文提出了一种基于多尺度卷积神经网络(CNN)与高频信息融合的图像去雾算法(HF-MSNet),采用拉普拉斯算子分离高频信息作为额外先验,用于提高图像细节恢复。首先,采用多尺度CNN作为主干网络,提取图像的主要纹理特征;其次,采用高频特征融合分支对高频信息逐阶段地提炼,并融合了通道注意力模块,使用注意力机制对不重要的特征进行约束;最后,采用高频注意力模块对全局特征自适应地筛选,整合高频特征和纹理特征的分布,得到目标的无雾图像。实验结果表明,本文的算法可以生成更自然真实的去雾图像,并在峰值信噪比(PSNR)、结构相似度(SSIM)两种指标上都达到了理想的效果。     

基于多尺度密集连接和U-Net改进的动态场景去模糊算法

针对现有去运动模糊网络在图像恢复过程中出现的纹理细节丢失、无法抑制噪声、产生振铃伪影等问题,提出一种基于多尺度密集连接和U-Net改进的动态场景去模糊算法。首先,借助U-Net网络中空洞卷积下采样有效扩大感受野,在不增加参数量的情况下避免图片产生不可逆损伤,并利用亚像素卷积在上采样过程中以小的卷积核获得清晰的图像细节,降低运算复杂度;其次,设计多尺度密集特征提取模块(multi-scale dense feature extraction, MDFE),通过密集连接的卷积层加强深层次特征提取和复用,运用空间金字塔池化(spatial pyramid pooling, SPP)分支引导多尺度特征的传递和融合,促进图像细节纹理的有效保留;最后,采用ConvLSTM双向连通结构(bidirectional convolution LSTM unit, BCLU)以非线性方式从编码路径补偿简单级联流失的上下文特征,推动深度特征跨阶段相互作用,弱化边缘伪影和噪声干扰。与现有先进方法对比,验证了本文所提算法在性能上的优势。     

基于改进生成对抗网络的低剂量CT去噪算法

针对低剂量计算机断层扫描(computerized tomography,CT)在图像采集过程中引入较多噪声,造成图像质量严重下降的问题, 提出一种基于残差注意力机制与复合感知损失的低剂量CT去噪算法。在该算法中,利用生 成对抗网络完成对低剂量CT图像的去噪,在网络框架中引入多尺度特征提取及残差注意力 模块,以融合图像中不同尺度的信息,提高网络对噪声特征的区分能力,避免在去噪过程中 丢失图像细节信息。同时采用复合感知损失函数,以加快网络收敛速度,促使去噪图像在感 知上与原图像更接近。实验结果表明:与现有的算法相比,所提算法能够有效抑制低剂量 CT图像中的噪声,并恢复更多的纹理细节;对比低剂量CT图像,所提算法处理后的CT 图像峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio,PSNR) 值提高了31.72%, 结构相似性(structural similarity,SSIM)值提高了13.15%,可以满足更高的医学影像诊断要求 。     

基于双通道多尺度特征提取和注意力的SAR与多光谱图像融合

图像融合的根本任务是提取图像特征,由于合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）图像和多光谱（Multi Spectral,MS）图像存在通道差异,针对现有算法难以充分提取和利用SAR图像的高频细节信息和多光谱图像的低频光谱信息,融合图像存在细节丢失和光谱失真问题。本文提出了一种基于双通道多尺度特征提取和混合注意力的图像融合算法。首先采用双通道网络提取SAR和多光谱图像的多尺度高频细节特征和低频光谱特征,并连续使用不同空洞率的扩张卷积扩大感受野。然后将提取的特征映射到混合注意力模块中进行特征增强,再将这些增强特征与上采样的多光谱图像叠加。同时构建了基于光谱角度距离的损失函数,可以进一步缓解细节丢失和光谱失真。最后通过解码网络重建图像,得到高分辨率的融合图像。实验结果表明,本文算法达到了领先水平,并且融合图像在细节和光谱上保持了较好的平衡。     

多尺度特征融合注意力新冠肺炎病灶分割网络

新冠病毒传染性极强,尽早的诊断和治疗是减少疫情造成损失的关键因素。为辅助医生诊断新冠病情,高效、准确地从肺部CT切片中分割新冠病灶,提出了一种改进的编码器-解码器深度神经网络——多尺度融合注意力网络MSANet(Multi-scale Attention Network),以图像分割效果较为出色的U-Net网络为基础,通过全局池化层和设置空洞卷积的采样率,增大网络感受野,捕获多尺度信息,实现对大目标的有效分割;使用通道注意力与空间注意力,在空间维度上建模,有效提取图像深层特征。测试结果表明,改进后的算法与U-Net网络相比,分割的平均交并比提升了1.46%,类别平均像素准确率提升了0.8%,准确率提升了1.17%。     

结合多尺度深度学习网络和Retinex理论的低光照图像增强算法

针对低光照增强任务缺乏参考图像及现有算法存在的色彩失真、纹理丢失、细节模糊、真值图像获取难等问题,本文提出了一种基于Retinex理论与注意力机制的多尺度加权特征低光照图像增强算法。该算法通过基于Unet架构的特征提取模块对低光照图像进行多尺度的特征提取,生成高维度的多尺度特征图;建立注意力机制模块凸显对增强图像有利的不同尺度的特征信息,得到加权的高维特征图;最后反射估计模块中利用Retinex理论建立网络模型,通过高维特征图生成最终的增强图像。设计了一个端到端的网络架构并利用一组自正则损失函数对网络模型进行约束,摆脱了参考图像的约束,实现了无监督学习。最终实验结果表明本文算法在增强图像的对比度与清晰度的同时维持了较高的图像细节与纹理,具有良好的视觉效果,能够有效增强低光照图像,视觉质量得到较大改善;并与其他多种增强算法相比,客观指标PSNR和SSIM得到了提高。     

基于整体性的隐密分析特征提取和融合方法研究

在Simmons的“囚犯问题”模型和Cachin的安全性理论模型下，如何提取并融合统计特征是隐密分析技术亟待解决的关键问题之一．基于对已有隐密分析技术及其所涉及的图像统计特征的分析，本文将隐密分析技术所涉及的统计特征定义为载体数据固有特征和隐密方法引入特征，并分别讨论了这两类特征的重要性．在阐述隐密分析技术的整体性研究方法的基础上，提出了一种基于整体性思想的特征提取及融合方法，并以研制的图像隐密分析系统（StegDetect）验证了此整体性特征提取及融合方法的有效性．     

基于多特征的对象检索技术

提出了一种融合图像颜色、纹理和形状特征的提取及归一化方法,并将其应用于基于内容的对象检索中,实验证明,融合颜色、纹理、和形状特征的对象检索比单一特征的对象检索效果要好。     

基于特征相似度的科技论文元数据提取算法研究

通过对论文元数据网页的分析发现论文摘要页面的各种元数据在长度、前置引导词、分隔符等方面都具有特定的规律,并据此提出了基于元数据特征的元数据抽取算法,归纳出了论文元数据的7个形式特征和2个语义特征,定义了确定特征和排除特征,描述了特征相似度算法的6个步骤,给出了分别采用正则表达式方法和特征相似度方法的试验结果,测试表明,采用特征相似度方法的提取成功率从68%提高到了95%,达到了实用水平.     

卫星侦察红外特征数据库关键问题探讨

对红外特征数据库的关键问题—类特征参数库的确定问题进行了探讨与研究,并初步定下了类特征参数库的有关字段,同时针对类特征参数的完善问题,提出利用专家系统加以解决。     

目标特征研究

为规范情报侦察领域对目标的认知,从目标威胁能力视角出发,提出了目标固有特征、动态特征和传感器特征,构建了目标特征模型,并针对目标识别、目标行为规则提取和目标威胁能力预测等展开了应用研究,对国内从事该项研究和目标保障信息系统研制具有参考意义。     

基于外形特征与运动特征的人体行为提取方法

针对传统外形特征表征方法描述行为动作能力有限和运动特征表征方法难以准确、稳定地捕捉目标运动特性等问题。提出运用人体外形特征和运动特征相结合的方法提取人体行为关键特征,利用谱聚类算法对特征进行降维,降低了数据维数,获得了最优的特征表征。仿真实验表明,该方法降低了样本维数,减少了数据冗余,并提高了训练精度,且保证了行为识别率。     

Multi-label feature selection algorithm based on joint mutual information of max-relevance and min-redundancy

Feature selection has played an important role in machine learning and artificial intelligence in the past decades.Many existing feature selection algorithm have chosen some redundant and irrelevant features,which is leading to overestimation of some features.Moreover,more features will significantly slow down the speed of machine learning and lead to classification over-fitting.Therefore,a new nonlinear feature selection algorithm based on forward search was proposed.The algorithm used the theory of mutual information and mutual information to find the optimal subset associated with multi-task labels and reduced the computational complexity.Compared with the experimental results of nine datasets and four different classifiers in UCI,the proposed algorithm is superior to the feature set selected by the original feature set and other feature selection algorithms.     

基于CSLBP模糊图像特征提取与检测方法研究

图像作为记录生活和储存信息的重要途径之一, 是人对视觉感知的物质的一种再现, 同时也是对现实场景的一种真实写照。面对海量的图像数据,如何准确高效的提取图像特征 ,获取有用信息,将信息转化为所需特征,是需要解决的问题。针对这一问 题,本文提出的基于CSLBP模糊图像特征提取与检测方法很好的解决了这一问题。同时结合H OG特征提取与检测、Haar特征提取与检测以及基于深度学习的人脸特征检测方法与本文算法 进行比较,对各类方法的基本原理 、步骤、应用等进行分析。其次,将对近年来出现的方法予以介绍,从解决问题的角度对经 典方法和新方法进行分析比较,对于存在的问题进行对比、归纳总结,并得出结论。结果得 知,本文提出的模糊图像特征匹配算法较经典算法与深度学习算法而言有一定的优势,但均 有改进之处。例如如何控制高噪声情况下的特征提取率,以及如何提高在光照强度下的稳定性,是今后研究的重点问题。     

基于图像不变特征的目标识别新方法

基于飞机目标分析了NM(I归一化转动惯量)、不变矩、轮廓矩三种图像特征的不变性,提出了目标NMI特征提取的新方法。实验表明,基于新方法提取的NMI特征与传统的NMI特征、不变矩提取算法相比,具有良好的平移、旋转、比例不变性,且提取方法简单,易于实现。     

融合多特征的图像检索算法

针对单一特征不能很好地表述图像的问题,提出了一种融合多特征的图像检索算法.首先,提取查询图像和图像库中样本图像的GIST(Generalized Search Tree)特征,用欧氏距离衡量图像间的GIST相似度值,根据查询图像的GIST特征在图像库中进行检索,将结果按相似度进行排序;然后,提取查询图像和返回结果中前k幅图像的尺度不变特征变换(SIFT)特征,使用BBF(Best Bin First)算法进行特征匹配;最后,通过特征点匹配点对数排序并返回检索结果.实验在改进的Corel1000数据集上进行,与传统的单特征图像检索算法对比,提出的图像检索算法不仅提高了检索准确率,而且获得了较好的检索效率.