一种基于SAM-MSFF网络的低照度目标检测方法

由于低照度图像具有对比度低、细节丢失严重、噪声大等缺点,现有的目标检测算法对低照度图像的检测效果不理想.为此,本文提出一种结合空间感知注意力机制和多尺度特征融合（Spatial-aware Attention Mechanism and Multi-Scale Feature Fusion,SAM-MSFF）的低照度目标检测方法 .该方法首先通过多尺度交互内存金字塔融合多尺度特征,增强低照度图像特征中的有效信息,并设置内存向量存储样本的特征,捕获样本之间的潜在关联性;然后,引入空间感知注意力机制获取特征在空间域的长距离上下文信息和局部信息,从而增强低照度图像中的目标特征,抑制背景信息和噪声的干扰;最后,利用多感受野增强模块扩张特征的感受野,对具有不同感受野的特征进行分组重加权计算,使检测网络根据输入的多尺度信息自适应地调整感受野的大小.在ExDark数据集上进行实验,本文方法的平均精度（mean Average Precision,mAP）达到77.04%,比现有的主流目标检测方法提高2.6%～14.34%.     

基于改进特征金字塔网络和注意力机制的场景文本检测

本文提出了基于可切换空洞卷积与注意力导向的特征金字塔网络（SwitchableDilatedConvolutionsand Attention-guidedFPN,SDA-FPN）模型,通过加入不同空洞率的可切换空洞卷积使模型能够根据任务选择不同感受野的特征图;引入注意力导向模块（Attention-guideModule,AM）增强特征语义信息且减少空洞卷积对文本边界信息的破坏。针对各尺度特征融合不充分导致语义信息丢失,提出了特征增强融合模块（FeatureEnhancementFusionModule,FEFM）,通过结合注意力机制增强模型对尺度、空间、任务的感知能力。该方法在公开数据集ICDAR2015取得了较好的检测结果,且召回率有明显的提升。     

融合SPP与FPN的光学遥感图像飞机目标检测

针对光学遥感图像飞机目标背景复杂、检测精度与检测速度不平衡、易漏检等问题,提出一种融合不同网络模块的SPSSD模型。首先,采用Resnet50替换SSD300算法中的特征提取网络,并加入可操控的空洞卷积模块,扩大特征感受野获取更多有利检测目标的特征信息;其次,加入FPN和SPP网络,得到浅层特征信息,并将感受野二次放大后的特征与深层特征信息进行融合;然后,送入ECANet网络中获取更加完整且更具有判断力的特征信息;最后,采用NWPU-RESISC45数据集3400张高分辨率飞机遥感图像输入至SPSSD模型中迭代训练,最终改进算法模型mAP值达到92.68%,较改进前的算法模型提升了5.18个百分点,检测速度达到25.1帧/s。实验结果表明,该方法可以有效兼顾飞机目标的检测精度与检测速度,一定程度上降低了目标漏检率。     

改进YOLOv4的混凝土建筑裂缝检测算法

针对当前混凝土建筑裂缝走向不规则、细小裂缝特征难以提取的问题,提出一种基于YOLOv4改进的混凝土建筑裂缝检测算法.该算法以YOLOv4框架为基础,在其特征提取网络部分引入感受野更宽的RFB模块捕获特征图;并基于PANet多尺度路径融合结构,提出新的多尺度特征融合方式SL-PANet.该方式首先增加浅层网络特征信息,提高模型对细小裂缝识别的精度,其次采用DUpsampling上采样模块充分还原图像的特征信息,并在上采样和下采样过程中融入CBAM注意力机制模块,突出裂缝的特征信息,去除背景冗余信息的干扰,以此增强裂缝特征的表达能力.该算法同时利用AdamW优化器加快网络训练的收敛.实验结果表明：文章改进的算法检测精度高达94.47%,较原YOLOv4算法提高6.44%,能够满足当前混凝土建筑裂缝检测需求.     

基于LFN的自然场景文本检测

在自然场景文本检测领域,现有的深度学习网络仍存在文本误检、漏检、定位不准确的情况.针对这一问题,本文设计出一种基于大感受野特征网络(Large Receptive Field Feature Network,LFN)的文本检测算法.首先选取速度和准确度更好的轻量级主干网络ShuffleNet V2,并加入细粒度特征融合模块以获取更多隐藏的文本特征信息;再通过分析不同尺度的特征图感受野不同,并对比不同尺度的特征图进行归一化后得到的特征图尺寸对结果的影响,构造了双融合特征提取模块,对输入图像提取多尺度特征以减少文本特征丢失,增大感受野;最后为处理正负样本失衡的问题,在可微二值化模块中引入Dice Loss,增加文本定位的准确度.在ICDAR2015和CTW1500数据集上的实验表明,该网络无论是在性能还是速度上对文本检测效果都有显著提升.其中在ICDAR2015数据集上F1为86.1%,较性能最优的PSENet网络提升了0.4%,速度达到了50 fps,较速度最快的DBNet网络提升了约1.92倍,在CTW1500数据集上F1为83.2%,较PSENet网络提升了1%,速度达到了35 fp...     

基于深度学习的单步目标检测器特征增强算法

针对基于深度学习的目标检测网络模型多采用级联的卷积网络结构进行特征提取,没有很好地利用多尺度特征融合的信息,以及卷积往往采用方形卷积核而没有提取出具备方向性的特征等问题,提出了一种特征提取模块,采用不同大小形状的卷积核结合异性卷积核并行提取特征,并进行融合。该类结构相比于级联网络更能提取并融合目标的多尺度特征,同时提取具有方向性的特征。提出的特征增强型单步目标检测器(Feature Enhanced Single Shot Detector,FESSD)网络基于单步目标检测器(Single Shot Detector,SSD),修改了网络结构、加入特征提取模块并采用多层特征融合,在VOC0712数据集上大大提高了检测准确率。     

融合多尺度信息和跨维特征引导的轻量行人检测

针对复杂道路场景下行人检测精度与速度难以提升的问题,提出一种融合多尺度信息和跨维特征引导的轻量级行人检测算法。首先以高性能检测器YOLOX为基础框架,构建多尺度轻量卷积并嵌入主干网络中,以获取多尺度特征信息。然后设计了一种端到端的轻量特征引导注意力模块,采用跨维通道加权的方式将空间信息与通道信息融合,引导模型关注行人的可视区域。最后为减少模型在轻量化过程中特征信息的损失,使用增大感受野的深度可分离卷积构建特征融合网络。实验结果表明,相比于其他主流检测算法,所提算法在KITTI数据集上达到了71.03%的检测精度和80 FPS的检测速度,在背景复杂、密集遮挡、尺度不一等场景中都具有较好的鲁棒性和实时性。     

基于改进CenterNet的水下目标检测算法

针对常规目标检测器检测水下目标时存在特征提取困难、目标漏检等问题,提出一种改进CenterNet的水下目标检测算法。首先,使用高分辨率人体姿态估计网络HRNet代替CenterNet模型中的Hourglass-104骨干网络,降低模型参数量,提升网络推理速度;其次,引入瓶颈注意力模块,在空间维度及通道维度进行特征增强,使网络关注重要目标特征信息,提高检测精度;最后,构建特征融合模块,融合网络内部丰富的语义信息和空间位置信息,并利用感受野模块增强融合后的特征,提高网络多尺度目标检测能力。在URPU水下目标检测数据集上进行实验,与CenterNet相比,所提算法的检测精度可达77.4%,提升1.5个百分点,检测速度为7 frame/s,提升35.6%,参数量为30.4 MB,压缩84.1%,同时与其他主流目标检测算法相比具有更高的检测精度,在水下目标检测任务上更具优势。     

复杂场景下多尺度船舶实时检测方法

船舶检测在军事侦察、海上目标跟踪、海上交通管制等任务中发挥着重要作用。然而,受船舶外形尺度多变和复杂海面背景的影响,在复杂海面上检测多尺度船舶仍然是一个挑战。针对此难题,提出了一种基于多层信息交互融合和注意力机制的 YOLOv4 改进方法。该方法主要通过多层信息交互融合（multi-layer information interactive fusion,MLIF）模块和多注意感受野（multi-attention receptive field,MARF）模块构建一个双向细粒度特征金字塔。其中,MLIF模块用于融合不同尺度的特征,不仅能将深层的高级语义特征串联在一起,而且将较浅层的丰富特征进行重塑;MARF由感受野模块（receptive field block,RFB）与注意力机制模块组成,能有效地强调重要特征并抑制冗余特征。此外,为了进一步评估提出方法的性能,在新加坡海事数据集（Singapore maritime dataset,SMD）上进行了实验。实验结果表明,所提方法能有效地解决复杂海洋环境下多尺度船舶检测的难题,且同时满足了实时需求。     

融合视觉机制和多尺度特征的小目标检测算法

针对SSD(Single Shot MultiBox Detector)目标检测算法对小目标检测能力不足的问题,提出一种引入视觉机制和多尺度语义信息融合的VFF-SSD(Vision Feature Fusion SSD)改进算法。为了增大浅层网络的感受野提高特征提取能力,首先在SSD浅层特征层中加入视觉机制,然后利用改进PANet(Path Aggregation Network)多尺度特征融合网络与深层特征增强网络得到新的特征层,旨在增强浅层网络的语义信息并加强深层特征的特征表达能力,最后应用注意力机制模块提高对重要信息的学习能力。实验结果表明,在PASCAL VOC2007测试集检测的mAP(Mean Average Precision)值达到81.1%,对数据集中小目标的mAP值较原SSD提高了6.6%。     

一种有效融合多尺度特征的图像语义分割方法

卷积神经网络在高级计算机视觉任务中展现出强 大的特征学习能力,已经在图像语义 分割任务 中取得了显著的效果。然而,如何有效地利用多尺度的特征信息一直是个难点。本文提出一 种有效 融合多尺度特征的图像语义分割方法。该方法包含4个基础模块,分别为特征融合模块(feature fusion module,FFM)、空 间信息 模块(spatial information module,SIM)、全局池化模块(global pooling module,GPM)和边界细化模块(boundary refinement module,BRM)。FFM采用了注意力机制和残差结构,以提高 融合多 尺度特征的效率,SIM由卷积和平均池化组成,为模型提供额外的空间细节信息以 辅助定 位对象的边缘信息,GPM提取图像的全局信息,能够显著提高模型的性能,BRM以残差结构为核心,对特征图进行边界细化。本文在全卷积神经网络中添加4个基础模块, 从而有 效地利用多尺度的特征信息。在PASCAL VOC 2012数据集上的实验结 果表明该方法相比全卷积神 经网络的平均交并比提高了8.7%,在同一框架下与其他方法的对比结 果也验证了其性能的有效性。     

引入自上向下特征融合的小目标检测算法

针对原始SSD(Single Shot Multibox Detector)算法未充分利用各特征层之间关系导致浅层特征层缺乏小目标语义信息的问题,为了提高对小目标的检测能力,提出了一种结合PANet多尺度特征融合网络和自上向下特征融合路径的TTB-SSD(Top to Bottom SSD)改进算法。首先,使用PANet多尺度特征融合网络对特征进行反复提取,从而获得丰富的多尺度语义信息;然后,使用一种深层特征融合模块将浅层特征层的空间信息传递到深层特征层,进而更准确地对小目标进行定位;最后,为了增强浅层特征层的语义信息,构造了自上向下的特征融合路径,从而强化浅层对小目标检测的准确率。实验结果表明,在PASCAL VOC2007测试集检测的mAP(Mean Average Precision)值达到80.5%,对目标的mAP较原始SSD提高了5.7%,证明了该算法对小目标检测的有效性。     

基于轻量化网络的光学遥感图像飞机目标检测

光学遥感图像飞机检测是遥感分析的重要研究方向。现有检测方法难以达到满意的效果,传统检测方法由于手工特征建模困难,易受背景干扰,导致其鲁棒性普遍偏低;而以复杂度提升为代价来提高检测性能的深度学习目标检测方法无法在资源受限下的星载平台得到广泛应用。针对上述问题,本论文提出一种具有轻量化多尺度特点的深度学习飞机目标检测方法。在多尺度目标检测框架（SSD）基础上,利用密集连接结构和双卷积通道构成具有特征重复利用、计算效率高等特点的基础骨干网络,之后连接一个由残差模块和反卷积构成的多尺度特征融合检测模块,以提高飞机小目标的检测性能。实验结果表明,在多种复杂机场场景中,本文的方法与当前经典的深度学习目标方法相比,在保持较高目标检测精度的同时,又能具有较低的计算复杂度。      

基于多尺度特征融合和注意力机制的医学图像分割网络

针对传统编解码结构的医学图像分割网络存在特征信息利用率低、泛化能力不足等问题,该文提出了一种结合编解码模式的多尺度语义感知注意力网络(multi-scale semantic perceptual attention network,MSPA-Net) 。首先,该网络在解码路径加入双路径多信息域注意力模块(dual-channel multi-information domain attention module,DMDA) ,提高特征信息的提取能力;其次,网络在级联处加入空洞卷积模块(dense atrous convolution module,DAC) ,扩大卷积感受野;最后,借鉴特征融合思想,设计了可调节多尺度特征融合模块 (adjustable multi-scale feature fusion,AMFF) 和双路自学习循环连接模块(dual self-learning recycle connection module,DCM) ,提升网络的泛化性和鲁棒性。为验证网络的有效性,在CVC-ClinicDB、ETIS-LaribPolypDB、COVID-19 CHEST X-RAY、Kaggle_3m、ISIC2017和Fluorescent Neuronal Cells等数据 集上进行验证,实验结果表明,相似系数分别达到了94.96%、92.40%、99.02%、90.55%、92.32%和75.32%。因此,新的分割网络展现了良好的泛化能力,总体性能优于现有网络,能够较好实现通用医学图像的有效分割。     

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。     

基于新型多尺度注意力机制的密集人群计数算法

密集人群计数是计算机视觉领域的一个经典问题,仍然受制于尺度不均匀、噪声和遮挡等因素的影响.该文提出一种基于新型多尺度注意力机制的密集人群计数方法.深度网络包括主干网络、特征提取网络和特征融合网络.其中,特征提取网络包括特征支路和注意力支路,采用由并行卷积核函数组成的新型多尺度模块,能够更好地获取不同尺度下的人群特征,以...     

基于残差神经网络的道路提取算法研究

针对遥感图像道路提取信息丢失问题,提出了一种基于残差神经网络的道路提取算法。首先构建编码器 解码器网络,结合预编码器以及空洞卷积模块进行训练,提取更多的语义信息;其次并联设计的空洞卷积模块加在编码器 解码器结构的中间部分,它可以对不同感受野的特征图进行特征提取;最后编码器 解码器之间采用跳连的方式进行多尺度的特征融合,学习更多低维和高维的特征。实验结果表明,在Massachusetts道路数据集上,该方法相比其他算法在Preci sion、Recall和F1 score性能指标上分别有11%、0.3%和7.4%的提升;同时在Accuracy指标上也达到了97.9%,相比于其他算法,该算法有一定的应用价值。