利用迁移学习和焦点损失卷积神经网络的石墨分类

为了使得优质石墨资源得到优质优用, 提出利用迁移学习和焦点损失卷积神经网络的石墨分类识别算法.在自建的初始数据集基础上, 通过对数据集的离线扩充与在线增强, 有效扩大数据集并减低深层CNN过拟合的风险. 以VGG16、ResNet34和MobileNet V2为基础模型, 重新设计新的输出模块载入全连接层, 提高了模型...     

无人驾驶中基于ResNet深度模型的人脸微表情识别算法

为解决由于人脸微表情存在局部特征少、不同情绪差异性小等特点而带来的特征提取难度大、表情识别率低等问题，以进一步提高人脸微表情识别精度，提出一种基于ResNet深度模型的人脸微表情识别算法。算法针对无人驾驶中的行人人脸表情识别场合，主要包括数据预处理及模型构建，在保证数据集统一性的同时，能够有效提高微表情的识别率。使用FER2013数据集对ResNet-50模型进行实际验证，并与ResNet-18的表现加以对比。本算法在实验中获得98.7%的准确率，优于ResNet-18，充分验证算法模型的有效性。     

基于预训练模型与无人机可见光影像的树种识别

提高图像质量与利用新的图像分类方法是提高遥感图像树种识别精度两个突破口. 本文基于VGG16的预训练模型与无人机可见光影像进行杉木、马尾松2个树种识别研究. 利用大疆精灵4RTK无人机, 搭载FC6310R相机, 采集南平市和三明市的杉木和马尾松人工纯林彩色图像. 通过图像预处理、标注、裁剪和增强等环节构建UAVTree2k和UAVTree20k两个数据集. 基于UAVTree2k数据集和VGG16模型在ImageNet数据集的预训练模型, 重新训练3个全连接层和Sigmoid层, 研究探讨不同迭代次数、不同批次大小、不同训练集和测试集划分比例对识别精度的影像. 研究结果表明, 当迭代次数为40、批次大小为16、训练集和测试集为6:4时, 模型识别效果最好, 测试精度达到98.63%; 小样本下, 基于VGG16的预训练模型具有良好的特征学习能力.     

基于改进轻量级秩扩展网络的人脸表情识别方法

人脸表情识别作为人机交互的一种重要方法,广泛应用于智能医疗、公安测谎系统、车载安全系统等领域。现有人脸表情识别方法多数存在参数量冗余、计算成本高、特征表达瓶颈等问题。提出一种基于改进轻量级秩扩展网络ReXNet的人脸表情识别方法。通过构建改进的ReXNet以提取人脸表情特征,在参数量较少的条件下解决特征表达瓶颈的问题,增强对表情局部特征的关注,获得高层次的表情特征,同时融合坐标注意力模块,将位置信息嵌入到通道注意力中,精准地定位和识别感兴趣的特征,建立位置信息与局部特征之间的长依赖关系,减少计算开销。在此基础上,将细化模块引入到改进的网络架构中,利用类别上下文信息细化分类结果,增强类间的分化效果,从而提高人脸表情识别的准确率。实验结果表明,该方法在RAF-DB和FERPlus数据集上的人脸表情识别准确率分别达到88.43%和88.8%,相比VGG16-PLD、SHCNN、ResNet+VGG等方法,具有较高的准确率和较优的鲁棒性。     

基于改进Faster-RCNN的沥青路面裂缝检测

针对目前沥青路面裂缝检测存在的识别率低和细微裂缝在复杂背景下难以检测的问题, 提出了基于改进Faster-RCNN的裂缝检测方法. 首先, 通过多功能路面检测车采集路面图像, 将13 000张图片按8:2的比例分为训练集和测试集来建成路面裂缝检测数据集; 然后分别采用VGG16、MobileNet-V2和ResNet50网络替换Faster-RCNN模型中的特征提取网络对裂缝进行识别, 结果表明, ResNet50与Faster-RCNN结合对裂缝的检测准确率达到0.805 8, 效果最好; 裂缝都分布在同一水平面上, 不存在层次信息, 因此将ResNet系列其它网络与Faster-RCNN模型结合, 以期得到更好的检测效果, 结果表明, 相比于ResNet18和ResNet101, 还是ResNet50检测性能最好; 由于还存在细微裂缝漏检的问题, 将CBAM模块引入ResNet50, 并且比较不同插入位置对检测准确率的影响. 实验表明, 改进的Faster-RCNN模型检测精准度达到85.64%, 能有效检测出复杂背景下的细微裂缝.     

基于YOLOv3与ResNet50的摄影机器人人脸识别跟踪系统

虚拟演播室下,针对需要摄影机器人来自动完成对主持人的识别并对其进行镜头跟踪的任务,提出一种在基于YOLOv3完成人脸检测的基础上,构建ResNet50网络,对主持人进行人脸识别及镜头跟踪的系统。为提高其在开放集上人脸识别的精度,基于CASIA-FaceV5与PubFig数据集构建人脸训练集,在改进的ResNet50模型上完成模型的联合监督训练。结合摄影机器人运动控制算法进行实验,实验表明该系统具有较好的识别精度与实时性,能够满足虚拟演播室下摄影机器人人脸跟踪要求。     

融合注意力机制改进ResNet的人脸表情识别

鉴于现有人脸表情识别方法在表情识别过程中存在的诸多痛点,比如对有效特征提取不够、泛化能力不强、识别准确性不高等,提出了一种改进残差网络的人脸表情识别方法。首先,引入卷积注意力机制,对网络中间的特征图进行重构,强调重要特征,抑制一般特征;其次,使用激活函数PReLU替换ResNet中原有的ReLU,在提高模型拟合复杂数据能力的同时,避免出现在负值区域的梯度永远为0,进而导致模型训练时无法执行反向传播的问题;然后,在网络输出层的avgpool与fc之间加入Dropout抑制过拟合,以进一步增加网络模型的鲁棒性与泛化性;最后,在公开数据集CK+上的仿真实验结果表明,该方法的准确识别率达到96.12%。与现有多种经典算法,以及baseline算法即ResNet101相比,改进的网络模型具有更好的识别效果,证明了该方法的有效性与优异性。     

基于ResNet50网络的年龄估计

人脸图像年龄估计在社交媒体、零售业务和学术研究等各个领域都具有重要的研究意义。ResNet网络是解决深度网络结构退化问题的一种成熟算法,本文使用ResNet50网络对人脸图像的年龄估计模型进行训练。首先,使用ResNet50网络在大型数据集ImageNet上进行模型预训练;其次,在数据集morph2上训练模型;最后,在数据集morph1上进行模型测试。实验结果表明,ResNet50网络在数据集morph1和morph2上获得较高的估计精度。     

基于改进ResNet网络的交通标志识别研究

针对传统ResNet网络存在丢失图像有用信息以及参数冗余等问题,论文提出一种改进ResNet的A-ResNet模型.引入有shortcut连接的残差注意力模块,增强对目标对象的关注度;引入Dropout层,防止过拟合现象,提升识别精度;调整网络架构,加快训练收敛速度及提高识别精度.实验结果表明,A-ResNet模型相比传统ResNet网络实现约2％的top-1精度的提高.     

改进的VGG网络的二极管玻壳图像缺陷检测

针对于目前二极管玻壳缺陷检测中大多采用人工特征提取,识别准确率不高的问 题,提出一种改进的 VGG 网络的二极管玻壳图像缺陷检测方法。首先对玻壳图像进行预处理, 同时利用原始大样本数据集对卷积神经网络结构 VGG-19 模型进行预训练得到预训练模型,然 后通过迁移学习的方法将预训练模型中的部分卷积、池化等层权重参数迁移到改进网络模型的 固定层中,非固定层用于模型改进,并将网络的全连接层结构重新进行超参数设置和优化,最 后使用预处理后的玻壳图像数据集对改进模型进行训练,得到非固定卷积层和新的全连接层的 参数和权重。在二极管玻壳数据集进行测试,实验结果表明,该方法能有效提高二极管玻壳图 像分类识别准确率,达到了 98.3%。     

FGSC-23：面向深度学习精细识别的高分辨率光学遥感图像舰船目标数据集

目的 基于光学遥感图像的舰船目标识别研究广受关注,但是目前公开的光学遥感图像舰船目标识别数据集存在规模小、目标类别少等问题,难以训练出具有较高舰船识别精度的深度学习模型。为此,本文面向基于深度学习的舰船目标精细识别任务研究需求,搜集公开的包含舰船目标的高分辨率谷歌地球和GF-2卫星水面场景遥感图像,构建了一个高分辨率光学遥感图像舰船目标精细识别数据集（fine-grained ship collection-23,FGSC-23）。方法 将图像中的舰船目标裁剪出来,制作舰船样本切片,人工对目标类别进行标注,并在每个切片中增加舰船长宽比和分布方向两类属性标签,最终形成包含23个类别、4 052个实例的舰船目标识别数据集。结果 按1：4比例将数据集中各类别图像随机划分为测试集和训练集,并展开验证实验。实验结果表明,在通用识别模型识别效果验证中,VGG16（Visual Geometry Group 16-layer net）、ResNet50、Inception-v3、DenseNet121、MobileNet和Xception等经典卷积神经网络（convolutional neural network,CNN）模型的整体测试精度分别为79.88%、81.33%、83.88%、84.00%、84.24%和87.76%;在舰船目标精细识别的模型效果验证中,以VGG16和ResNet50模型为基准网络,改进模型在测试集上的整体测试精度分别为93.58%和93.09%。结论 构建的FGSC-23数据集能够满足舰船目标识别算法的验证任务。     

基于PolyLoss的StarGAN图像样本自生长研究

在深度学习模型训练中,提高输入样本数量能够有效解决样本不均衡和训练过拟合问题。为更好地处理数据集的小样本场景,提出了一种基于PolyLoss的StarGAN小样本图像增强方法（PolyStarGAN）。相比传统样本增强方法,该网络具有更高的样本学习、生成能力。该方法使用训练生成器和判别器提取图像的特征信息,生成图像与输入图像的内容和结构一致。通过计算峰值信噪比、结构相似性与视觉信息保真度3个方面评估PolyStarGAN网络生成结果;在ResNet50目标识别模型训练中验证数据集质量。实验结果表明,提出的模型对不同场景图像的增强效果较好,提高了自生长数据集的ResNet50模型识别精度,可为样本自生长中的小样本问题提供参考方案与技术支持。     

基于卷积神经网络的小样本图像识别方法

为提高仅包含少量训练样本的图像识别准确率,利用卷积神经网络作为图像的特征提取器,提出一种基于卷积神经网络的小样本图像识别方法。在原始小数据集中引入数据增强变换,扩充数据样本的范围;在此基础上将大规模数据集上的源预训练模型在目标小数据集上进行迁移训练,提取除最后全连接层之外的模型权重和图像特征;结合源预训练模型提取的特征,采用层冻结方法,微调目标小规模数据集上的卷积模型,得到最终分类识别结果。实验结果表明,该方法在小规模图像数据集的识别问题中具有较高的准确率和鲁棒性。     

改进ResNet18网络模型的花卉识别

花卉识别在生活中有重要的应用和研究价值。目前传统的花卉识别方法都是通过人工手动选择多个特征进行分类,存在识别准确率低、泛化能力较弱和分类时间长等问题。由于不同的花朵之间存在相似度,通过对每张图片随机变化,增强数据集,把花卉作为研究对象,提出了一种基于ResNet18网络模型优化的花卉识别方法。将ResNet18网络模型中残差块的基础卷积替换为空洞卷积,提取花卉图片更多的细节特征来实现高精度,接着在每个残差块后分别加入经过改进的通道注意力机制优化网络权重,构造改进的ResNet18网络模型,在Oxford 102 Flowers牛津花卉数据集上的实验进行了仿真。实验结果显示,在Oxford 102 Flowers牛津花卉数据集上ResNet网络模型相较于基础AlexNet、VGG-16网络模型准确率高。改进的ResNet网络模型识别精度可以高达97.78%,比仅使用空洞卷积的模型提高了3.11个百分点,比原模型提高了4.45个百分点。改进的ResNet18网络模型在花卉识别的泛化和拟合能力有显著的提高。     

非受限条件下的深度人脸年龄分类

针对非受限条件下人脸图像年龄分类准确度较低的问题,提出了一种基于深度残差网络（ResNets）和大数据集微调的非受限条件下人脸年龄分类方法。首先,选用深度残差网络作为基础卷积神经网络模型处理人脸年龄分类问题;其次,在ImageNet数据集上对深度残差网络预训练,学习基本图像特征的表达;然后,对大规模人脸年龄图像数据集IMDB-WIKI清洗,并建立了IMDB-WIKI-8数据集用于微调深度残差网络,实现一般物体图像到人脸年龄图像的迁移学习,使模型适应于年龄段的分布并提高网络学习能力;最后,在非受限人脸数据集Adience上对微调后的网络模型进行训练和测试,并采用交叉验证方法获取年龄分类准确度。通过34/50/101/152层残差网络对比可知,随着网络层数越深年龄分类准确度越高,并利用152层残差网络获得了Adience数据集上人脸图像年龄分类的最高准确度65.01%。实验结果表明,结合更深层残差网络和大数据集微调,能有效提高人脸图像年龄分类准确度。     

基于VGGNet和多谱带循环网络的高光谱人脸识别系统

为了提高光谱人脸数据表征人脸特征的有效性，提出一种基于VGGNet和多谱带循环训练的高光谱人脸识别方法。首先，在光谱人脸图像的预处理阶段，采用多任务卷积神经网络（MTCNN）进行高光谱人脸图像的精确定位，并利用混合通道的方式对高光谱人脸数据进行增强；然后，基于卷积神经网络（CNN）结构建立一个面向高光谱人脸识别的VGG12深度网络；最后，基于高光谱人脸数据的特点，引入多谱带循环训练方法训练建立的VGG12网络，完成最后的训练和识别。在公开的UWA-HSFD和PolyU-HSFD高光谱人脸数据集的实验结果表明，所提方法取得了比其他深度网络（如DeepID、DeepFace、VGGNet）更好的识别性能。     

基于遮挡感知卷积神经网络的面部表情识别模型

针对面部遮挡情况下表情特征难以提取的问题,提出一种双通道遮挡感知神经网络模型。设计区域遮挡判定单元并集成到VGG16网络中形成遮挡感知神经网络,提取面部图像中未遮挡区域及遮挡较少区域的表情特征。运用迁移学习算法对卷积层参数进行预训练,减轻训练数据样本不足带来的过拟合问题。通过优化残差网络提取全脸表情相关特征,在此基础上加权融合遮挡感知神经网络和残差网络的输出以识别表情。在CK+、RAF-DB、SFEW这3个公开数据库上进行对比实验,结果表明,该模型平均准确率分别达到97.33%、86%、61.06%,与OPCNN、ResNet、VGG16等传统卷积神经网络模型相比,有效提高了面部遮挡情况下的表情识别精度。     

融合全局与局部特征的跨数据集表情识别方法北大核心CSCD

人脸表情数据集在收集过程中存在主观的标注差异和客观的条件差异,导致表情识别模型在不同数据集间呈现明显的性能差异。为了提高跨数据集表情识别精度、减少表情识别在实际应用中进行样本打标重训练的过程,本文提出了一种基于表情融合特征的域对抗网络模型,用于跨数据集人脸表情识别。采用残差神经网络提取人脸表情的全局特征与局部特征。利用Encoder模块对全局特征与局部特征进行融合,学习更深层次的表情信息。使用细粒度的域鉴别器进行源数据集与目标数据集对抗,对齐数据集的边缘分布和条件分布,使模型能迁移到无标签的目标数据集中。以RAF-DB为源数据集,以CK+、JAFFE、SFEW2.0、FER2013、Expw分别作为目标数据集进行跨数据集人脸表情识别实验。与其他跨数据集人脸表情识别算法相比,所提方法获得了最高的平均识别率。实验结果表明,所提方法能有效提高跨数据集人脸表情识别的性能。     

基于i_ResNet34模型和数据增强的深度伪造视频检测方法

针对深度伪造视频检测存在的面部特征提取不充分的问题,提出了改进的ResNet(i_ResNet34)模型和3种基于信息删除的数据增强方式.首先,优化ResNet网络,使用分组卷积代替普通卷积,在不增加模型参数的前提下提取更丰富的人脸面部特征;接着改进模型虚线残差结构的shortcut分支,通过最大池化层完成下采样操作,减少视频帧中人脸面部特征信息的损失,然后在卷积层后引入通道注意力层,增加提取关键特征通道的权重,提升特征图的通道相关性.最后,利用i_ResNet34模型对原数据集及3种基于信息删除的数据增强方式扩充后的数据集进行训练,其在FaceForensics++的两类数据集Face-Swap和Deepfakes上的检测准确率分别达到了99.33％和98.67％,优于现有的主流算法,从而验证了所提方法的有效性.     

基于卷积神经网络特征融合的人脸识别算法

为提高卷积神经网络的识别性能,提出了一种基于多种卷积神经网络模型的特征融合方法。论文通过构建一个深度学习网络,将多种卷积神经网络模型如ResNet、InceptionV3和VGG19提取的特征进行融合,并将融合后的特征应用到人脸识别中,据此训练出特征融合网络模型的网络参数;最后利用计算求出的阈值来区分类别。实验结果表明,在人脸库LFW数据集上,论文算法的人脸识别率可达98%;与现有的单一卷积神经网络相比,论文算法识别率更高。