基于深度学习的单幅图像超分辨率重建算法综述

单幅图像超分辨率(Single image super-resolution, SISR)重建是计算机视觉领域上的一个重要问题, 在安防视频监控、飞机航拍以及卫星遥感等方面具有重要的研究意义和应用价值. 近年来, 深度学习在图像分类、检测、识别等诸多领域中取得了突破性进展, 也推动着图像超分辨率重建技术的发展. 本文首先介绍单幅图像超分辨率重建的常用公共图像数据集; 然后, 重点阐述基于深度学习的单幅图像超分辨率重建方向的创新与进展; 最后, 讨论了单幅图像超分辨率重建方向上存在的困难和挑战, 并对未来的发展趋势进行了思考与展望.     

深度学习在基于单幅图像的物体三维重建中的应用

基于单幅图像的物体三维重建是计算机视觉领域的一个重要问题，近几十年来得到了广泛的关注.随着深度学习的不断发展，近年来基于单幅图像的物体三维重建取得了显著进展.本文对深度学习在基于单幅图像的物体三维重建领域的研究进展及具体应用进行了综述.首先介绍了基于单幅图像的三维重建的研究背景及其传统方法的研究现状，其次简要介绍了深度学习并详细综述了深度学习在基于单幅图像的物体三维重建中的应用，随后简要概述了三维物体重建的常用公共数据集，最后进行了分析与总结，指出了目前存在的问题及未来的研究方向.     

深度学习的图像实例分割方法综述

实例分割是一项具有挑战性的任务,需要同时进行实例级和像素级的预测,在自动驾驶、视频分析、场景理解等方面应用广泛.近年来,基于深度学习的实例分割方法迅速发展,如两阶段检测器Faster R-CNN扩展出的聚焦于网络的精度而非速度的强大实例分割基准Mask R-CNN,一度成为实例分割的标杆.利用高速检测的单阶段检测器延伸出的实例分割算法YOLACT填补了实时实例分割模型的空白,具有较高的研究和应用价值.本文首先对实例分割算法进行了类别划分,然后对一些代表性的算法及其改进算法进行了深入分析,并阐述了相关算法的优缺点,最后对实例分割方法未来的发展进行了展望.     

图像场景识别中深度学习方法综述

场景识别是一种用计算机实现人的视觉功能的技术,它的研究目标是使计算机能够对图像或视频进行处理,自动识别和理解图像和视频中的场景信息。由于场景识别技术拥有广泛的应用前景,因此得到了许多关注。随着大数据时代的来临和深度学习的发展,使用深度学习方法解决场景识别问题已经成为场景识别领域未来的发展方向。文章首先概述介绍了场景识别技术的主要研究内容和发展情况,之后阐述了在图像场景识别中深度学习方法的应用情况,然后介绍了一些在图像场景识别中深度学习方法应用的具体的典型案例,同时给出了这几种方法具体的对比与分析。最后给出了文章的结论,总结了当前图像场景识别中使用深度学习方法的发展情况,并且对未来的发展方向给出了一些展望和建议。     

单幅图像刚体目标姿态估计方法综述

刚体目标姿态作为计算机视觉技术的重点研究方向之一,旨在确定场景中3维目标的位置平移和方位旋转等多个自由度,越来越多地应用在工业机械臂操控、空间在轨服务、自动驾驶和现实增强等领域。本文对基于单幅图像的刚体目标姿态过程、方法分类及其现存问题进行了整体综述。通过利用单幅刚体目标图像实现多自由度姿态估计的各类方法进行总结、分类及比较,重点论述了姿态估计的一般过程、估计方法的演进和划分、常用数据集及评估准则、研究现状与展望。目前,多自由度刚体目标姿态估计方法主要针对单一特定应用场景具有较好的效果,还没有通用于复合场景的方法,且现有方法在面对多种光照条件、杂乱遮挡场景、旋转对称和类间相似性目标时,估计精度和效率下降显著。结合现存问题及当前深度学习技术的助推影响,从场景级多目标推理、自监督学习方法、前端检测网络、轻量高效的网络设计、多信息融合姿态估计框架和图像数据表征空间等6个方面对该领域的发展趋势进行预测和展望。     

基于RGB图像的三维人手姿态估计技术综述

鉴于RGB相机在虚拟现实头盔等移动计算设备中的普遍性,基于RGB图像的三维人手姿态估计技术具有广阔的应用前景和研究价值,近年来已成为计算机视觉领域的一个研究热点.得益于深度学习技术的快速发展,与之相关的三维人手姿态估计算法层出不穷.文中回顾和总结了三维人手姿态估计技术.首先简述了三维人手姿态估计的相关工作,指出了其当前面临的挑战;然后梳理了基于RGB图像的三维人手姿态估计算法,对现有的基于参数模型方法和非参数模型方法进行了讨论,分析了每类算法包含的技术方法以及优缺点;之后总结了相关的三维手数据集与评价标准,并比较了每类算法在常用数据集上的表现;最后探讨了该技术的发展前景.     

基于深度学习的双目立体匹配方法综述

双目立体匹配是计算机视觉领域的经典问题,在自动驾驶、遥感、机器人感知等诸多任务中得到广泛应用。双目立体匹配的主要目标是寻找双目图像对中同名点的对应关系,并利用三角测量原理恢复图像深度信息。近年来,基于深度学习的立体匹配方法在匹配精度和匹配效率上均取得了远超传统方法的性能表现。将现有基于深度学习的立体匹配方法分为非端到端方法和端到端方法。基于深度学习的非端到端方法利用深度神经网络取代传统立体匹配方法中的某一步骤,根据被取代步骤的不同,该类方法被分为基于代价计算网络、基于代价聚合网络和基于视差优化网络的3类方法。基于深度学习的端到端方法根据代价体维度的不同可分为基于3D代价体和基于4D代价体的方法。从匹配精度、时间复杂度、应用场景等多个角度对非端到端和端到端方法中的代表性成果进行分析,并归纳各类方法的优点以及存在的局限性。在此基础上,总结基于深度学习的立体匹配方法当前面临的主要挑战并展望该领域未来的研究方向。     

深度学习的单幅图像超分辨率重建方法综述

图像超分辨率重建即使用特定算法将同一场景中的低分辨率模糊图像恢复成高分辨率图像。近年来,随着深度学习的蓬勃发展,该技术在很多领域都得到了广泛的应用,在图像超分辨率重建领域中基于深度学习的方法被研究的越来越多。为了掌握当前基于深度学习的图像超分辨率重建算法的发展状况和研究趋势,对目前图像超分辨率的流行算法进行综述。主要从现有单幅图像超分辨算法的网络模型结构、尺度放大方法和损失函数三个方面进行详细论述,分析各类方法的缺陷和益处,同时通过实验对比分析不同网络模型、不同损失函数在主流数据集上的重建效果,最后展望基于深度学习的单幅图像超分辨重建算法未来的发展方向。     

基于深度学习的花生高光谱图像分类方法研究

利用高光谱成像技术对不同品种的花生进行快速无损分类。选取五种不同品种的花生,分别为东北小花生、富硒黑皮花生、花育36号、鲁花01号、鲁花09号,每种15颗,共75颗花生作为样本,采集400nm-1000nm波长范围内的高光谱图像,随机将6个特征波段(416nm、518nm、572nm、633nm、746nm、928nm)下的450个样本图像以2:1的比例分成训练集和测试集,建立基于深度学习的卷积神经网络模型。实验中所采用的网络模型为具有22层深度网络的GoogleNet模型,其中将dropout_ratio修改为0.6,训练集最终准确率为96%,测试集平均准确率为93.3%,每种花生的识别率均在90%及以上。最后与传统光谱处理方法PLS-DA进行对比,发现基于深度学习模型的识别率明显优于PLS-DA,结果表明,利用深度学习方法对花生快速无损分类具有可行性。     

基于深度学习的图像语义分割技术研究综述

图像语义分割技术是智能系统理解自然场景的关键技术之一,作为视觉智能领域的重要研究方向,该技术在移动机器人、无人机、智能驾驶以及智慧安防等领域具有广阔的应用前景。对于图像语义分割技术的研究发展历程进行了详细评述,包括从传统的语义分割方法到当前主流的基于深度学习的图像语义分割理论及其方法,重点阐述了基于深度学习的图像语义分割技术的框架及其实现过程,进而对当前具有代表性的典型算法的效果以及优缺点进行了分析,然后归纳了算法评价指标,最后对该技术的发展进行了总结与展望。该研究对于从事图像语义分割技术的研究人员和工程技术人员均具有很好的参考意义。     

单幅图像超分辨重建的深度学习方法综述

图像超分辨重建（Super-Resolution,SR）是指利用信号处理和机器学习等方法,从单幅或者多幅低分辨率图像（Low Resolution,LR）中重建对应的高分辨率图像（High Resolution,HR）的技术。由于多幅LR图像之间亚像素位移的不可预知性,单幅图像超分辨重建（Single Image Super-Resolution,SISR）逐渐成为超分辨研究的主要方向。近年来,深度学习方法得到迅速发展,并广泛应用到图像处理领域。因此,针对单幅图像超分辨重建所使用的深度学习相关算法和网络模型进行系统的总结。介绍图像超分辨问题的设置和评价指标;讨论和比较单幅图像超分辨重建的深度学习算法,主要从网络结构设计、损失函数和上采样方式三方面进行论述;介绍常用的标准数据集,并选用基于不同网络模型的几种典型算法进行实验对比分析;展望图像超分辨技术未来的研究趋势和发展方向。     

深度学习下的医学影像分割算法综述

医学影像分割是计算机视觉在医学影像处理中的一个重要应用领域,其目标是从医学影像中分割出目标区域,为后续的疾病诊断和治疗提供有效的帮助.近年来深度学习技术在图像处理方面取得了巨大进展,基于深度学习的医学影像分割算法逐渐成为该领域研究的重点和热点.叙述了计算机视觉下的医学影像分割任务及其难点,重点综述了基于深度学习的医学影...     

基于深度卷积特征的细粒度图像分类研究综述

细粒度图像分类问题是计算机视觉领域一项极具挑战的研究课题,其目标是对子类进行识别,如区分不同种类的鸟.由于子类别间细微的类间差异和较大的类内差异,传统的分类算法不得不依赖于大量的人工标注信息.近年来,随着深度学习的发展,深度卷积神经网络为细粒度图像分类带来了新的机遇.大量基于深度卷积特征算法的提出,促进了该领域的快速发展.本文首先从该问题的定义以及研究意义出发,介绍了细粒度图像分类算法的发展现状.之后,从强监督与弱监督两个角度对比分析了不同算法之间的差异,并比较了这些算法在常用数据集上的性能表现.最后,我们对这些算法进行了总结,并讨论了该领域未来可能的研究方向及其面临的挑战.     

基于深度学习的乳腺癌病理图像分类研究综述

准确、高效的乳腺癌病理图像分类是计算机辅助诊断的重要研究内容之一。随着机器学习技术的发展,深度学习日渐成为一种有效的乳腺癌病理图像分类处理方法。分析了乳腺癌病理图像分类方法及目前存在的问题;介绍了四种相关的深度学习模型,对基于深度学习的乳腺癌病理图像分类方法进行梳理,并通过实验对比分析现有模型的性能;最后对乳腺癌病理图像分类的关键问题进行了总结,并讨论了未来研究的发展趋势。     

基于深度贝叶斯主动学习的高光谱图像分类

针对高光谱图像分类中标记样本获取费时费力,无标记数据难以得到有效利用以及主动学习与深度学习结合难等问题,结合贝叶斯深度学习与主动学习的最新进展,提出一种基于深度贝叶斯的主动学习高光谱图像分类算法。利用少量标记样本训练一个卷积神经网络模型,根据与贝叶斯方法结合的主动学习采样策略从无标记样本中选择模型分类最不确定性的样本,选取的样本经人工标记后加入到训练集重新训练模型,减小模型不确定性,提高模型分类精度。通过PaviaU高光谱图像分类的实验结果表明,在少量的标记样本下,提出的方法比传统的方法分类效果更好。     

基于深度学习的视觉跟踪算法研究综述

视觉跟踪是计算机视觉的重要研究领域之一。传统的视觉跟踪算法难以很好地解决复杂背景中的跟踪问题,如光线变化、目标发生较大的尺寸和姿态变化或目标被遮挡等。而深度学习的引入为视觉跟踪研究开辟了新的途径。但目前国内外基于深度学习的视觉跟踪研究文献相对较少,为 吸引更多视觉跟踪领域研究者对深度学习进行探索和讨论,并推动视觉跟踪算法的研究,简要介绍了视觉跟踪和深度学习的研究现状,重点分析了基于深度学习的视觉跟踪算法的相关文献,讨论了各算法的优缺点,最后提出了进一步研究的方向以及对基于深度学习的视觉跟踪算法的展望。     

基于深度学习的RGB图像目标位姿估计综述

6自由度（DoF）位姿估计是计算机视觉与机器人技术中的一项关键技术,它能从给定的输入图像中估计物体的6DoF位姿,即3DoF平移和3DoF旋转,已经成为机器人操作、自动驾驶、增强现实等领域中的一项至关重要的任务。首先,介绍了6DoF位姿的概念以及基于特征点对应、基于模板匹配、基于三维特征描述符等传统方法存在的问题;然后,以基于特征对应、基于像素投票、基于回归和面向多物体实例、面向合成数据、面向类别级的不同角度详细介绍了当前主流的基于深度学习的6DoF位姿估计算法,归纳整理了在位姿估计方面常用的数据集以及评价指标,并对部分算法进行了实验性能评价;最后,给出了当前位姿估计面临的挑战和未来的重点研究方向。     

基于深度特征的无监督图像检索研究综述

基于内容的图像检索(content-based image retrieval, CBIR)是一项极具挑战的计算机视觉任务.其目标是从数据库图像中找到和查询图像包含相同实例的图像.一个典型的图像检索流程包括2步:设法从图像中提取一个合适的图像的表示向量和对这些表示向量进行最近邻搜索以找到相似的图像.其中,决定图像检索算法性能的关键在于其提取的图像表示的好坏.图像检索中使用的图像表示经历了基于手工特征和基于深度特征两大时期,每个时期又有全局特征和局部特征2个阶段.由于手工特征的表示能力有限,近年来图像检索的研究主要集中在如何利用深度特征.将以提取图像表示的不同思路为线索,回顾无监督图像检索领域的发展历程,介绍该领域的一些代表性算法,并比较这些算法在常用数据集上的性能表现,最后探讨未来的研究方向.     

图像去雾算法研究综述

随着人工智能技术的不断发展,计算机视觉在各个领域有着广泛的应用。然而这些应用作用在有雾图像上,其性能将受到严重的影响。为解决此类问题,图像去雾算法研究已受到较多研究者的关注。图像去雾算法是为了处理有雾受损场景、获取细节增强的图像预处理结果图的处理方法。为了研究图像去雾算法的发展现状,将对传统图像处理去雾算法和深度学习去雾算法进行分类。在此基础上,介绍不同算法的优缺点,并总结图像去雾算法的发展展望。