基于特征优化与深层次融合的目标检测算法

针对单阶段多边框检测算法(SSD)存在对小目标检测误差较大的问题,提出基于特征优化与深层次融合的目标检测算法,通过空间通道特征增强(SCFE)模块和深层次特征金字塔网络(DFPN)改进SSD. SCFE模块基于局部空间特征增强和全局通道特征增强机制优化特征层,注重特征层的细节信息;DFPN基于残差空间通道增强模块改进特征金字塔网络,使不同尺度特征层进行深层次特征融合,提升目标检测精度.在训练阶段添加样本加权训练策略,使网络注重训练定位良好的样本和置信度高的样本.实验结果表明,在PASCAL VOC数据集上,所提算法在保证速度的同时检测精度由SSD的77.2%提升至79.7%;在COCO数据集上,所提算法的检测精度由SSD的25.6%提升至30.1%,对小目标的检测精度由SSD的6.8%提升至13.3%.     

基于多线型特征增强网络的架空输电线检测

针对架空输电线可见光图像中环境背景复杂、电力线像素占比小,导致电力线检测精度低、断点率高的问题,提出具有强化线型特征提取和减少断点能力的多线型特征增强网络(MLED). 利用双路残差框架提取线型电力线目标的主干和边缘特征,通过多特征融合模块,在不同尺度的层次上实现主干、边缘和高层特征的深度整合,输出检测结果. 在多特征融合模块中嵌入残差、反卷积、多尺度结合等多路运算. 实验结果表明,MLED的检测能力较PSPNet、FCRN、UNet 有明显提高,多特征融合模块优于传统的残差连接块,可视化结果的 F 检验(F-Measure)、IoU 平均值(Mean IoU)分别为78.4%、77.8%,断点率为30.8%.     

基于改进YOLOv8s的鼓形滚子表面缺陷检测算法

为了提高鼓形滚子表面微小瑕疵缺陷检测的精确率和召回率,增强模型对小目标缺陷的检测能力,针对YOLOv8s网络,提出细粒化卷积模块SPD-Conv来代替卷积下采样,细粒化地提取小缺陷的特征.在特征融合模块,引入GFPN特征融合模块,增强相邻层级间的跨尺度连接和同尺度下的跨层连接,有助于小目标特征信息在卷积网络的传递.在头部增加小目标检测层,提高模型对小缺陷的检测能力.在损失函数方面,利用动态非单调聚焦的Wise-IOU的边界框损失函数替换CIOU,在加快网络收敛的同时,提高网络检测的精度.在自制的鼓形滚子缺陷数据集上进行测试,结果表明,改进的YOLOv8s在倒角数据集、侧面数据集、端面数据集的mAP@0.5分别达到0.911、0.983、0.935,相比于YOLOv8s,m AP@0.5分别提高了6.4%、3.3%、4%,精确度和召回率也有一定的提升,平均每张图片的检测时间为23 ms.与原模型相比,改进的YOLOv8s对小目标缺陷有更好的定位能力和检测精度,检测速度能够满足工业大批量检测的要求.     

基于深度学习的遥感影像飞机目标检测方法

遥感影像飞机目标检测是评估机场功能与重要程度、掌握敌情动态的重要途径.针对深度神经网络目标检测在特征提取阶段并未专门涉及特定目标的问题,同时为进一步提高检测精度,基于单一目标多尺度检测(SSD)框架,提出飞机目标Inception多尺度检测(AFInceptionNetSSD)方法.通过分析使卷积神经网络的特征图得到最大响应的视觉模式,结合飞机目标的几何特征,建立了飞机目标特征提取网络;并将此网络应用于SSD框架中,构建了AFInceptionNetSSD方法.仿真结果表明,该方法可以有效地提取飞机目标特征,与SSD框架相比,提高了检测精度.     

基于改进YOLOv3的印刷电路板缺陷检测算法

针对现有基于深度学习的印刷电路板(PCB)缺陷检测算法无法同时满足精度和效率要求的问题，提出基于YOLOv3改进的AT-YOLO算法来检测PCB缺陷.将主干网络替换为ResNeSt50，提高特征提取能力，减少参数量.引入SPP模块，融合不同感受野的特征，丰富了特征的表达能力.改进PANet结构替换FPN，插入SE模块提升有效特征图的表达能力，增加1组高分辨率特征图的输入输出，提升对小目标物体的敏感程度，检测尺度由3个增加到4个.使用K-means算法重新聚类生成锚框尺寸，提高了模型的目标检测精度.实验证明，AT-YOLO算法在PCB缺陷检测数据集上的精度均值AP_0.5达到98.42%，参数量为3.523×107，平均检测速度为36帧/s，满足精度和效率的要求.     

基于多头自注意力的复杂背景船舶检测算法

针对内河港口背景复杂、类间尺度差异大和小目标实例多的特点,提出基于多头自注意力机制(MHSA)和YOLO网络的船舶目标检测算法(MHSA-YOLO).在特征提取过程中,基于MHSA设计并行的自注意力残差模块(PARM),以弱化复杂背景信息干扰并强化船舶目标特征信息;在特征融合过程中,开发简化的双向特征金字塔结构,以强化特征信息的融合与表征能力.在Seaships数据集上的实验结果表明,与其他先进的目标检测方法相比,MHSA-YOLO拥有较好的学习能力,在检测精度方面取得97.59%的平均均值精度,MHSA-YOLO对复杂背景船舶目标和小尺寸目标的检测更有效.基于自制数据集的实验结果表明,MHSA-YOLO的泛化能力强.     

稳健的InSAR动目标检测与测速方法

针对干涉合成孔径雷达(InSAR)构型下动目标检测与测速中存在相位耦合以及地形起伏引起的杂波非平稳问题,提出一种动目标检测方法.首先利用两幅SAR图像的相关性进行图像配准,然后进行去平地相位及高程相位补偿,采用噪声子空间投影法,有效地抑制了起伏杂波,实现了InSAR构型中运动目标的检测,进一步提高了动目标检测性能和测速精度.理论分析和实测数据结果证明了该方法的有效性和实用性.     

基于YOLOv3改进的用户界面组件检测算法

针对传统方法识别用户界面(UI)组件时,无法进行组件分类的问题,本文提出了基于经典目标检测算法YOLOv3改进的算法用于UI组件检测任务,包括识别和分类。特征提取网络采用DenseNet紧密连接结构使提取到的特征能够充分使用;在特征提取网络中加入通道注意力机制和空间注意力机制,使用加权的特征代替原来的特征用于后面的特征融合;构造4个维度的特征金字塔网络完成组件检测任务;使用Focalloss作为分类损失函数。在收集的真实UI数据集上进行实验,实验结果表明:在检测精度上,本文方法的召回率达到了91.97%,平均精度mAP达到了48.21%,相比传统检测方法,本文方法具有更好的性能。     

多尺度残差网络模型的开放式电阻抗成像算法

针对开放式电阻抗成像（OEIT）的图像重建算法存在的成像精度低、对噪声敏感、重建图像伪影面积较大等问题,提出基于多尺度残差网络模型的OEIT算法.该算法利用不同尺寸卷积核的残差块提取边界电压的多尺度特征;在完成特征拼接后,利用卷积实现深层信息融合,得到预测的电导率分布结果.使用有限元法搭建OEIT正问题模型,构造“边界电压-电导率分布”数据集,将所提算法与其他算法在该数据集和实际模型实验中进行比较.结果表明,所提算法使OEIT的重建精度、抗噪能力和定位目标准确性显著提高,并使检测目标的伪影面积缩小.     

基于多尺度融合与注意力机制的小目标车辆检测

针对传统目标检测算法（SSD）检测小目标精度低的问题,提出基于注意力机制与多尺度信息融合方法并将其运用于车辆检测任务.结合浅层特征图与深层特征图的优势,小目标检测分支和大中型目标检测分支的特征图采用5支路和2支路融合.在基础网络层之间加入注意力机制模块,模型会关注包含更多信息量的通道.实验结果表明,在自建车辆数据集上的均值平均精度（m AP）达到90.2%,比传统SSD算法提高了10.0%,其中小目标检测精度提高了17.9%;在PASCAL VOC 2012数据集上的类别平均精度mAP为83.1%,比主流的YOLOv5算法提高了6.4%.此外,提出算法在GTX1 660 Ti PC端的检测速度可以达到25帧/s,能够满足实时性的需求.     

基于实例分割的复杂环境车道线检测方法

针对基于语义分割的车道线检测方法存在的特征表述模糊、语义信息利用率较低的问题,采用实例分割算法,提出基于改进混合任务级联（HTC）网络的车道线检测方法. 基于HTC网络模型,在主干网络中引入可变形卷积,提升主干网络对复杂环境中车道线特征的提取能力. 改进特征金字塔网络结构,在特征金字塔网络的基础上添加自底向上的低层特征传递路径,引入空洞卷积,在不损失车道线特征信息的情况下增加特征图感受野,利用低层特征中所包含的车道线的精确定位信息,提高车道线的检测精度. 实验结果表明,改进HTC网络模型可以实现车道线特征的鲁棒提取,在复杂道路环境中可以获得较好的检测性能,有效提高了车道线检测精度.     

Attention Res-Unet: 一种高效阴影检测算法

图像中阴影像素的存在会导致图像内容的不确定性,对计算机视觉任务有害,因此常将阴影检测作为计算机视觉算法的预处理步骤. 提出全新的阴影检测网络结构,通过结合输入图像中包含的语义信息和像素之间的关联,提升网络性能. 使用预训练后的深层网络ResNeXt101作为特征提取前端,提取图像的语义信息,并结合U-net的设计思路,搭建网络结构,完成特征层的上采样过程. 在输出层之前使用非局部操作,为每一个像素提供全局信息,建立像素与像素之间的联系. 设计注意力生成模块和注意力融合模块,进一步提高检测准确率. 分别在SBU、UCF这2个阴影检测数据集上进行验证,实验结果表明,所提方法的目视效果及客观指标皆优于此前最优方法所得结果,在2个数据集上的平均检测错误率分别降低14.4%和14.9%.     

基于Cycle-GAN和改进DPN网络的乳腺癌病理图像分类

针对病理图像染色不均匀及良恶性难以鉴别的问题,提出基于Cycle-GAN和改进的双路径网络（DPN）的算法框架. 利用Cycle-GAN进行颜色归一化处理,解决因病理图像染色不均匀导致的检测模型精度偏低问题,通过对图像进行重叠切片,基于DPN网络采用增加小卷积、反卷积和注意力机制,增强模型对病理图像纹理特征的分类能力. 在BreaKHis数据集上的实验结果表明,所提算法有效提高了乳腺癌病理图像良恶性分类的准确性.     

基于改进YOLOv3的复杂场景车辆分类与跟踪

针对天气条件和车辆间相互遮挡对车辆分类与跟踪准确性和稳定性的影响,提出一种基于改进YOLOv3与匹配跟踪的混合模型。改进的YOLOv3网络参照密集连接卷积网络的设计思想,将网络中的残差层替换为密集卷积块并改变网络的设计结构,利用Softmax分类器将密集卷积块与卷积层中融合的特征进行分类。根据单帧图像的检测结果,设计目标匹配函数解决视频序列中车辆的跟踪问题。在KITTI数据集的测试中,改进算法的平均准确率为93.01%,帧率达到48.98帧/s,在自建的数据集中平均识别率为95.79%。试验结果表明,本研究方法在复杂场景中能够有效的区分车辆种类且准确性更高,车辆跟踪的算法具有较高准确性和鲁棒性。     

特征金字塔多尺度全卷积目标检测算法

基于区域建议网络构建一种特征金字塔多尺度网络结构,并结合全卷积操作完成微小目标与类别无关目标的检测. 为了提升图像中微小目标的检测精度,构建基于侧链接融合的3层金字塔结构网络,充分利用语义级别比较低的图像卷积特征. 为了提高类别无关的图像目标检测鲁棒性,提出特定的非极大值抑制算法,在重叠目标过滤时消除冗余目标窗口,并对目标窗口进行位置精修. 在PASCAL VOC 2007、PASCAL VOC 2012以及古代绘画数据集上的实验结果表明：所提算法对于微小目标、多尺度目标检测及种类无关的目标检测的检测精度高于已有算法.     

融合Gabor特征与卷积特征的小样本行人重识别

针对视频监控环境下采集的可用行人图像数量有限,以及非可靠数据标注导致监督学习算法性能下降等问题,提出一种融合Gabor特征和卷积特征的无监督小样本行人重识别方法.采用Gabor变换提取多尺度、多方向行人纹理和边缘信息,实现小样本行人图像特征级数据增强,进一步通过特征编码消除冗余信息,提升相似度比对效率.采用卷积自编码网...     

基于改进GhostNet-FCOS的火灾检测算法

针对现有火灾检测算法检测精度不佳和算法模型复杂度过高的问题,提出基于改进GhostNet-FCOS的火灾检测算法. 该算法以目标检测网络FCOS为基础,降低通道维数并选用GhostNet作为特征提取网络,以实现轻量化火灾检测算法. 引入动态卷积,在不增加网络宽度和深度的情况下优化主干网络的基础模块,提高对形态多变的火焰图像的特征提取能力. 增加空间注意力模块,优化网络空间特征的表达. 改进正负样本定义和回归损失函数,优化训练过程中算法模型对标注框内不同区域的关注程度. 在自建火灾数据集和公开数据集中的实验结果表明,该算法在检测精度和模型复杂度方面具有优势. 该算法在自建火灾数据集中的检测精度为90.9%,参数量为4.58×10⁶,浮点计算量为31.45×10⁹.     

基于深度学习的多载波系统信道估计与检测

为了提升滤波器组多载波（FBMC）系统的通信质量,针对符号检测与信道估计问题,研究系统框架和虚部干扰问题,提出基于深度学习的FBMC系统信道估计与检测方法. 搭建完整的FBMC-偏移正交幅度调制（OQAM）系统与深度学习模型结合的仿真系统,设计接收数据的特征与标签处理;采用ResNet-DNN神经网络对信道符号检测模块建模,改进原模型网络结构和优化模型参数,和传统的分类器相比,提高了符号检测的准确性;采用CNN+NN模型对信道估计、均衡、符号检测模块进行建模和集成,理论分析和仿真结果表明,新方法的抗噪声能力、鲁棒性和误比特率（BER）性能均优于正交频分复用（OFDM）系统和基于导频估计的FBMC系统性能.     

N-DenseNet的城市声音事件分类模型

针对城市声音事件分类领域中现有模型分类准确率不高、泛化能力不强的问题,提出了一种N阶密集卷积神经网络的城市声音事件分类模型。首先,介绍了密集卷积神经网络的结构;其次,基于N阶马尔可夫模型将密集连接改进为N阶有关连接;然后,结合两者提出了一种更适合音频分类的模型——N阶密集卷积神经网络。该模型在避免梯度消失的前提下, 有针对性、规律性减少了特征图层之间的连接,更高效地融合了前N特征图层的信息,使得模型的收敛速度更快;最后,为了验证该模型,采用N阶密集卷积神经网络的一阶、二阶子模型,基于UrbanSound8K和Dcase2016数据集开展了城市声音事件分类研究。研究结果表明,其模型准确率分别为83.63%、81.03%,验证了该模型具有良好的分类准确率和泛化能力。