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%.     

适用于图像超分辨率的多路径融合增强网络

卷积神经网络（Convolutional Neural Network, CNN）在单幅图像的超分辨率重建方面表现出了非常强大的能力,相比传统方法有着明显的改进。然而,尽管这些方法非常成功,但是由于需要大量的计算资源,直接应用于一些边缘设备并不现实。为了解决该问题,设计了一种轻量级的图像超分辨率重建网络——多路径融合增强网络（Multi-path Fusion Enhancement Network, MFEN）。具体来说,提出了一个新颖的融合注意力增强模块（Fusion Attention Enhancement Block, FAEB）作为多路径融合增强网络的主要构建模块。融合注意力增强模块由一条主干分支和两条层级分支构成：主干分支由堆叠的增强像素注意力模块组成,负责对特征图实现深度特征学习;层级分支则负责提取并融合不同大小感受野的特征图,从而实现多尺度特征学习。层级分支的融合方式则是以相邻的增强像素注意力模块输出为分支输入,通过自适应注意力模块（Self-Adaptive Attention Module, SAAM）来动态地增强不同大小感受野特征的融合程度,进一步补全特征信息,...     

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。     

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。     

MCA-Net:多尺度综合注意力CNN在医学图像分割中的应用

医学图像自动分割技术具有辅助临床医学诊断的功能.为改善CNN模型在医学图像分割中存在感受野小及细节特征不敏感等问题,基于多尺度策略以及注意力机制,提出一种多尺度综合注意力的U形网络架构,以提升医学图像分割质量.首先,提出一个新的双路径因式分解多尺度融合块,以扩展图像特征的感受野,进一步提取图像特征的细节信息.其次,在架构中融入通道和空间融合自注意力块,利用注意力机制的特性,抑制不相关的部分或背景以突显深层特征的空间信息.最后,引入多尺度注意力块.该模块通过融合多个尺度的特征信息,以突出不同尺度中最显著的特征图来适应当前分割对象的大小.为验证模型的可靠性,将所提出的网络模型应用于肺部、细胞轮廓及肝脏等医学图像分割任务.实验结果表明,所提方法在准确率、Dice系数、AUC及灵敏度等评估指标上均优于目前用于医学图像分割的主流方法.     

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。     

基于细化多尺度深度特征的目标检测网络

现有深度卷积神经网络中感受野尺度单一,无法适应目标的尺度变化和边界形变,故此本文提出了一种提取并融合多尺度特征的目标检测网络.该网络通过减少池化并在网络底层加入空间加信道压缩激励模块来突出可利用的细节信息,生成高质量的特征图;此外,在深层网络中加入可变多尺度特征融合模块,该模块具有多种尺度的感受野并可根据物体边界预测采样位置,最后通过融合多尺度特征使网络具有更强的特征表达能力并且对不同尺度实例及其边界信息更具鲁棒性.实验证明,本文结构实现了比原有结构更高的平均精度,与目前主流目标检测算法相比也具有一定优势.     

HRformer：基于多级回归Transformer网络的红外小目标检测

红外小目标检测是指从低信噪比、复杂背景的红外图像中对小目标进行检测,在海上救援、交通管理等应用中具有重要实际意义。然而,由于图像分辨率低、目标尺寸小以及特征不突出等因素,导致红外目标很容易淹没在包含噪声和杂波的背景中,如何精确检测红外小目标的外形信息仍然是一个挑战。针对上述问题,构建了一种基于多级回归Transformer(HRformer)网络的红外小目标检测算法。具体来说,首先为了在获得多尺度信息的同时尽可能避免原始图像信息的损失,采用像素逆重组（PixelUnShuffle）操作对原始图像下采样来获取不同层级网络的输入,同时采用一种可学习的像素重组（PixelShuffle）操作对每一层级的输出特征图进行上采样,提升了网络的灵活性;接着,为实现网络中不同层级特征之间的信息交互,本文设计了一种包含空间注意力计算分支以及通道注意力计算分支在内的交叉注意力融合（cross attention fusion, CAF）模块实现特征高效融合以及信息互补;最后,为进一步提升网络的检测性能,结合普通Transformer结构具有较大感受野以及基于窗口的Transformer结构具有较少计算复杂...     

基于多尺度融合注意力改进UNet的遥感图像水体分割

针对遥感图像水体分割任务，提出了一种多尺度融合注意力模块改进的UNet网络——A-MSFAM-UNet，该方法在GF-2遥感图像水体分割任务中实现了端到端高分辨率遥感图像水体分割。首先，针对以往注意力模块全局池化操作带来的局部信息不敏感问题，设计了一种多尺度融合注意力模块（MSFAM），该模块使用点卷积融合通道全局信息、深度可分离卷积弥补全局池化造成的信息丢失。MSFAM用于UNet跳跃连接后的特征融合部分重新分配特征点权重以提高特征融合效率，增强网络获取不同尺度信息的能力。其次，空洞卷积用于VGG16主干网络扩展感受野，在不损失分辨率的情况下聚合全局信息。结果表明，A-MSFAM-UNet优于其他通道注意力（SENet、ECANet）改进的UNet，在GF-2水体分割数据集上平均交并比（MIoU）、平均像素精度（MPA）和准确率（Acc）分别达到了96.02%、97.98%和99.26%。     

结合跨尺度特征融合与瓶颈注意力模块的轻量型红外小目标检测网络

提出一种结合跨尺度特征融合与瓶颈注意力模块的轻量型单帧红外小目标检测网络。该网络在不引入额外神经元的前提下,直接在编码层和解码层之间进行高频多尺度特征交互,从而维持小目标在网络深层的响应幅值,实现小目标浅层空间结构特征与深层高级语义特征之间的交互融合。同时,该网络在编码器瓶颈处级联轻量型混合注意力模块,进一步增强目标特征在网络深层的响应幅值。实验结果表明,该网络能有效抑制复杂背景杂波,并以较低参数量实现红外小目标检测。     

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%。     

基于多尺度注意力特征融合CRNN的声音事件检测

针对声音事件检测中仅在时频维度使用注意力机制的局限性以及卷积层单一导致的 特征提取不足问题,本文提出基于多尺度注意力特征融合的卷积循环神经网络(convolutional recurrent neural network,CRNN)模型,以提高声音事件检测性能。首 先,提出多尺度注意力模块,实现对局部时频单元和全局通道特征的多尺度注意,提高模型 的特征选择能力;其次,提出一种多尺度特征融合方法,融合含有丰富上下文信息的多尺度 注意力特征,提高模型的特征表达能力;最后,双向门控循环网络层对时间依赖性进行建模 , 全连接层对声音事件进行逐帧分类。除此之外,使用数据平衡技术进一步泛化模型。在 AudioSet子数据集上的实验结果表明:提出的网络模型与CRNN相比,评估集(error rate, ER)下降 11%,F1分数 (F1-score, F1)提升8.3%,有效地提高了声音事件检测性能。     

基于改进多尺度间隙度的海上目标分割方法

针对复杂海面背景下的可见光图像舰船目标分割问题,引入了图像的多尺度间隙度特征,分析了Dong提出的图像间隙度特征提取算法存在的问题,并进行了改进,采用滑动盒子内像素值方差计算滑动盒子的质量,提高了舰船目标与海面背景的可分离程度,最后利用改进算法提取图像的多尺度间隙度特征对海上舰船目标进行分割。实验结果表明,利用改进方法对海面背景下舰船目标进行分割,相对于sobel边缘检测、ostu阈值分割和基于传统提取算法的多尺度间隙度特征分割方法结果更优,可以更好地抑制海面亮度变化、海浪和背景杂波的影响,准确分割出海上舰船目标。     

基于残差密集连接与注意力融合的人群计数算法

现有人群计数算法采用多列融合结构来解决单一图像的多尺度问题,但该处理方法不能有效利用低层特征信息,从而导致最终人群计数结果不准确。针对这一缺陷,文中提出一种基于残差密集连接与注意力融合的人群计数算法。该算法的前端利用改进VGG16网络提取低级特征信息。算法后端主分支基于残差密集连接结构,利用残差网络和密集网络结合方式捕获层与层间的特征信息,可高效捕获多尺度信息。侧分支通过引入注意力机制,生成对应尺度注意力图,有效区分特征图的背景和前景,降低了背景噪声的影响。采用3个主流公开数据集对该算法进行验证。实验结果表明,该算法计数有效且计数准确率优于其他算法。     

基于多尺度级联网络的水下图像增强方法

针对水下图像由于光吸收、后向散射等因素导致的严重色偏、细节丢失等问题,该文提出一种基于多尺度级联网络的水下图像增强方法。针对单一网络特征利用不全面导致的图像梯度消失问题,该方法通过级联多尺度原始图像与相应的特征图像,以获得更优异的细节保持效果,并实现从较浅层到较深层快速预测残差的能力。此外,引入联合密集网络块和递归块,通过特征重用有效解决多尺度网络参数过多的问题。为有效解决单一损失造成的图像细节恢复不均的问题,提出Charbonnier和结构相似度(SSIM)联合损失函数。经仿真实验分析,所提网络在处理水下图像严重色偏、细节丢失等方面都取得了显著的效果。     

基于双视通路交互感知的轮廓检测方法

基于生物视觉系统存在双视通路(VP)交互感知的机制,该文提出一种图像轮廓检测的新方法。首先针对皮层下视通路中视觉刺激流经多级不同尺度的感受野,提出一种多尺度轮廓融合的轮廓感知模型;接着基于皮层上视通路的对比度适应机制和方向敏感特性,获取显著性视觉特征;然后模拟双视通路的交互感知机制,分别在V1皮层中,构建一种信息流交互引导的脉冲编码模型,提取显著性轮廓;在上丘(SC)浅层提出一种特征调制的非经典感受野侧抑制模型,实现纹理抑制;最后对双视通路中的轮廓响应结果进行修正融合,得到最终轮廓响应。针对RUG40图像库的测试,整个数据集的最优平均P指标和每张图的最优平均P指标分别为0.51和0.57;针对BSDS500图像库的测试,数据集尺度上最优(ODS)为0.68。结果表明该文方法能有效突显主体轮廓并且抑制纹理背景。通过该文提出的轮廓感知方法,为后续基于视觉机制的图像理解和分析提供了一种新的思路。     

Human object interaction detection based on feature optimization and key human-object enhancement

Aiming at the problem of unclear or missing human object interaction behavior objects in complex background, we propose a human object interaction detection algorithm based on feature optimization and key human-object enhancement. In order to solve the problem of missing human behavior objects, we propose Feature Optimized Faster Region Convolutional Neural Network (FOFR-CNN). FOFR-CNN is an object detection network optimized by multi-scale feature optimization algorithm, taking into account both image semantics and image structure. In order to reduce the interference of complex background, we propose a Key Human-Object Enhancement Network. The network uses an instance-based method to enhance the features of interactive objects. In order to enrich the interaction information, we use the graph convolutional network. Experimental results on HICO-DET, V-COCO and HOI-A datasets show that the proposed algorithm has significantly improved accuracy and multi-scale object detection ability compared with other human object interaction algorithms.     

多尺度特征融合U-Net的遥感影像黑臭水体智能检测

研究采用卫星遥感技术获取高分辨率遥感影像水体样本数据集,基于深度卷积神经网络从高分辨遥感影像中提取水体并进行黑臭水体智能监测,提出了一种改进U-Net的黑臭水体检测网络模型(IWDNet)。基于U-Net结构引入跳跃式多尺度特征融合,结合通道注意力机制、卷积注意力模块、通道与空间注意力机制生成不同多尺度特征融合注意力机制(MFFAM)模块进行对比,并引入空洞卷积扩大网络感受野,最终实现黑臭水体的识别检测。实验证明：基于跳跃式多尺度融合与CBAM注意力机制的黑臭水体检测网络(MFFCBAM-IWNet)模型有效提升了识别精度,在高分辨遥感影像水体样本数据集上表现最佳,总体精度达98.56%,Kappa系数达0.978 4。