一种基于Faster R-CNN的车辆检测算法

针对传统的车辆检测算法无法自适应地完成在复杂场景变化下提取目标相应特征的现象,提出了一种基于深度学习的车辆检测算法,该算法结合了Faster R-CNN开源框架和Loc Net网络算法。首先,利用RPN算法获得图片中的候选区域,以减少检测过程中对每张图片的计算量;然后,进入Fast R-CNN网络,利用该深度网络中的卷积层和池化层,自适应地获得车辆目标的所有特征;最后,进入Loc Net网络,通过输入已经得到的图片候选区域,通过卷积层和池化层,不断计算候选区域边界的概率,达到不断优化候选区域边界,最后得到车辆目标的边界框。使用深度学习卷积神经网络,可以避免人工设计车辆目标特征适用性不广泛的缺点,提升车辆目标检测和定位的准确性。     

基于深度卷积神经网络的肺结节检测与识别

应用卷积神经网络将肺结节从含有背景、噪声的胸腔区域里检测并识别出来。首先,对图像进行预处理,获得肺实质图像。然后,应用Faster R-CNN多特征融合算法检测肺结节候选区域,再利用多角度特征融合方法滤除假阳性结节。接着,通过数据增强法、残差学习法、优化初始参数等对卷积神经网络的性能进行优化。最后,应用迁移学习方法对数据集进行训练,得出最终的检测结果。抽取LIDC数据集中含有肺结节图像数据,检测并识别肺结节的准确率达到98. 1%。实验结果表明,该算法优于其他3类算法,实现了肺结节的精确检测和识别,在保证检测和识别出正确结节的前提下,降低了过拟合率及训练时间,提高了算法效率,研究成果为早期肺癌的诊断提供参考依据。     

结合异常检测的X射线安检图像识别方法

针对Faster R-CNN模型对X射线安检图像中危险品检测准确率低、误检率高的问题,提出了一种前置预分类头部的X射线安检图像检测网络(pre-classification Faster R-CNN,PC-Faster R-CNN)。该模型在骨干网络之后,区域建议网络(Region Proposal Networks, RPN)之前新增一个预分类模块先对X射线安检图像进行异常检测,提高模型对正常图像的识别能力;同时引入兴趣区域对齐(RoIAlign)模块,减小兴趣区域池化层(RoIPooling)引起的量化误差,进而提升Faster R-CNN的检测性能。新模型将浅层卷积层的低级边缘特征输入到预分类模块,使其学习正常图像的高级语义特征,从而改善整个模型的识别性能。实验结果表明,与原始的Faster R-CNN相比,本文模型对危险品的检测精度提升了9.03%,误检率降低了24.03%;同时预分类头部使得模型较大地提高了检测效率,比原始的Faster R-CNN提升了44.54%。     

基于卷积神经网络的烟雾检测

针对已提出的很多烟雾检测方法中都是基于手工制作的特征或者使用原始图片直接作为神经网络的输入,减少了深度学习的鲁棒性。为解决这些问题,提出一种基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的烟雾检测方法。使用图片归一化方式消除光照的影响,利用烟雾颜色检测烟雾候选区域,CNN自动提取烟雾候选区域的特征,进行烟雾识别,根据分类结果得到报警信号。针对烟雾产生初期烟雾区域相对较小的问题,利用扩大候选区域的策略提高烟雾检测的及时性。由于训练数据少或不平衡引起的过度拟合,使用数据增强技术从原始数据集生成更多训练样本解决该问题。实验结果表明,该方法能有效地检测烟雾,且具有更高的准确率和更好的鲁棒性。     

基于卷积神经网络语义检测的细粒度鸟类识别

细粒度识别的主要目的是在相同基本类别下对其繁多的子类别进行区分。不只局限于头和躯干的定位现状,提出了一种基于Faster RCNN联合语义提取和检测的分类方法。通过引入自上而下的方法来生成七个小语义部位,既大大减少了候选区域的个数,又提高了分类的效率。检测子网可以和区域候选生成网络(RPN)共享卷积特征,结果使得区域建议几乎不花时间,从而可以生成高质量并且具有局部特征的区域建议框,便于Fast RCNN的检测。相对于其他鸟类识别研究,实验中鸟类识别准确率达到了88.37%,提高了识别效率。说明联合语义的Faster RCNN网络适用于鸟类的细粒度识别。     

基于无人机遥感图像的森林火灾检测

为减少森林火灾造成的生态与经济损失,搭建无人机检测平台采集森林遥感图像,基于支持向量机(SVM)开发森林火灾检测系统.通过分析森林遥感图像的像素点,预提取火灾的感兴趣区域(ROI),提高火灾识别准确率.利用方向梯度提取森林火焰的边缘特征与纹理特征,采用机器学习方法进行森林火灾识别.实验结果表明,该检测方法对火灾与非火灾...     

基于改进Faster R-CNN的行人检测算法

针对行人检测中复杂环境,提出一种改进Faster R-CNN的行人检测算法,使用深度卷积网络从图片中提取适合检测目标的特征。基于Faster R-CNN算法,以Soft-NMS算法代替传统NMS算法,加强Faster R-CNN算法对重叠区域的识别能力。同时,算法通过"Hot Anchors"代替均匀采样的锚点避免大量额外计算,提高检测效率。最后,将21分类问题的Faster R-CNN框架,修改成适用于行人检测的2分类检测框架。实验结果表明:改进Faster R-CNN的行人检测算法在VOC 2007行人数据集,检测效率和准确率分别提升33%、2.6%。     

基于区域卷积神经网络的多目标跟踪算法

深度学习在目标识别、场景分割及图像内容理解上取得了不错的研究成果,但在目标跟踪的应用还较少。提出区域选择算法,先产生原始候选区域,再计算其中邻近区域对的颜色、纹理相似性,对原始候选区域进行过滤,在此基础上,将最终的候选区域作为基于区域的卷积神经网络的输入,通过深度学习的方法提取目标区域的特征,并将提取的特征通过线性支持向量机进行相似度判断,最终计算出跟踪目标的位置信息,同时,利用采样算法进行跟踪目标正负样本的采样,更新卷积神经网络和支持向量机。实验结果表明,基于区域的卷积神经网络算法在目标跟踪的准确率及算法的鲁棒性两方面均有不错的表现。     

基于多路卷积神经网络的手势识别方法

为提高利用表面肌电信号(sEMG:Surface Electromyography)进行手势识别的准确率并解决其受不同提取特征影响的问题,提出了一种基于多路卷积神经网络(MB-CNN:Multi-Branch Convolutional Neural Networks)的手势识别方法.首先,使用MYO手环采集8种不同手势的sEMG信号;然后,利用滑动窗口法对sEMG信号进行活动段提取,生成大小为64×8的原始训练样本;其次,作为对比实验,提取7种不同的时域和频域特征,利用机器学习算法进行手势识别.最后,在避免常规特征提取的情况下,构建了一种多路卷积神经网络模型用于手势识别,测试集上准确率达97.89％.实验表明,针对手势识别问题,该方法高效可行.     

基于改进Cascade R-CNN的两阶段销钉缺陷检测模型

无人机在输电线路巡检过程中会拍摄大量图片,自动识别无人机拍摄图片中存在的部件缺陷是无人机巡检的重要环节.其中销钉的缺陷由于目标较小且需要依赖上下文信息才能正确判断,识别难度较大.针对上述问题,提出了一种两阶段的销钉缺陷检测模型.首先使用Faster R-CNN (regin convolutional neural networks)模型提取出原始图像中的连接部位,再对提取出的每个连接部位进行缺陷识别.缺陷识别模型使用改进的Cascade R-CNN,该模型使用层级残差卷积模块代替骨干网络中的3×3卷积并使用路径聚合特征金字塔(PAFPN)代替原始网络中的特征金字塔结构,能够有效提取图片中的多尺度特征和上下文信息.最后将级联检测器的最后一级替换为double-head检测器,减少模型误报.实验结果表明,模型对销钉缺失及销钉脱出两类缺陷的平均识别精度能够达到81.2％,与原始的Cascade R-CNN相比提升了7.8％.     

基于卷积神经网络的水面火焰倒影滤波方法

为了解决由于水面火焰倒影等区域与火焰特征相似,在水面火焰检测中分割火焰区域时,容易将火焰倒影等区域识别为火焰区域,尤其是当火焰亮度高时,YCbCr空间火焰识别模型可能将较多的火焰亮度高的区域误判为非火焰区域的问题,提出了一种水面火焰识别方法.利用卷积神经网络来判断图片中是否含有火焰,再根据火焰经水面反射、折射后在水中的倒影与火焰区域的亮度差,结合YCbCr空间模型,将火焰区域分割出来.试验结果证明:这种水面火焰识别方法可以判断图像中是否含有火焰图像,能够有效过滤火焰倒影等区域,较为精准地提取出火焰区域;同时可以解决火焰亮度高时,YCbCr空间模型识别火焰区域时存在较大空洞的问题.     

基于改进Faster R-CNN的钢材表面缺陷检测方法

针对传统Faster R-CNN(Region-Convolutional Neural Networks)检测钢材表面小目标性缺陷性能差的问题,提出了一种基于改进Faster R-CNN的钢材表面缺陷检测方法.首先引入导向锚点候选区域网络(GA-RPN:Guided Anchoring Region Proposal Network)预测锚点的位置和形状,设计可调节机制解决网络锚点形状偏移量超出感兴趣区域的问题,从而解决无关特征的影响;其次,提出多任务FPN(Feature Pyramid Network)结构缩短高层特征定位信息映射路径,并能解决相邻层特征融合再采样的不充分特征融合,提高小目标检测性能.将改进的Faster R-CNN算法应用于钢材表面缺陷检测.仿真结果表明,改进的网络其召回率与准确率都得到提高,具有更好的检测性能.     

基于RetinaNet深度学习模型的火焰检测研究

鉴于卷积神经网络能够自动学习和获取图像特征,提出一种基于RetinaNet模型的火焰检测算法.首先RetinaNet在残差网络之上使用特征金字塔网络作为骨干网计算和生成丰富的卷积特征金字塔,然后通过分类子网络和边框预测子网络分别对骨干网的输出进行分类和回归,通过调整训练策略和参数,最后在自建数据集上使用该算法得到的火焰检测模型实现了实时的端到端火焰识别与定位,对复杂目标背景下的小火点检测也保持较高的检测准确率,对火灾初期的检测预警有一定的实用意义.     

基于深度学习的政务表格单元格结构检测

当前政务领域中涵盖大量复杂异构表格,其结构检测困难,识别准确率较低并且单元格边缘拟合效果较差.针对该问题,在掩膜区域卷积神经网络（Mask R-CNN）的基础上,以政务表格单元格结构为对象,提出一种改进的政务表格单元格结构检测方法 .首先,在Mask R-CNN算法的主干网络及特征金字塔中加入通道注意力机制,增强有效特征通道权重;然后,对分割产生的掩膜结果使用基于规则和形态学方法进行优化以提升单元格分割边缘拟合度.实验结果表明：改进后的表格单元格结构检测模型在此数据集G-Tab及公开表格数据集ICDAR2013上的精确率和召回率都有明显提升,能够验证改进模型的有效性.     

一种新型的图像型火灾识别算法的研究

图像型火灾探测技术是一种新型的探测技术,可以有效地克服传统火灾探测技术的缺陷.针对背景复杂的火灾图像,首先利用差分技术、RGB颜色分割技术和形态特征分割技术建立3层复合分割模型,排除大部分干扰,得到火焰疑似区域;然后分析火焰疑似区域的相似性测度、面积变化值、致密度、偏心率和质心点偏移距离等特征,这些特征可以较全面地表征火灾信息;最后利用RBF神经网络建立火灾识别模型,将提取出的火焰特征作为输入量,对火灾图像进行分类识别.仿真结果表明,该算法对不同场景的火灾识别具有较高的准确率.     

基于YOLOv3算法和深度特征的地点识别方法

针对视点、外观等因素变化给地点识别应用带来的不利影响,设计了1种基于显著路标及深度特征的地点识别方法.首先分割图像中的显著物体作为候选路标;然后设计YOLOv3算法网络,对候选路标进行识别,以删除不适合环境建模的特定对象类型;最后在图像相似度测量中,利用中层卷积层的性能特点,提取候选路标的卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)特征,并结合降维操作,提升匹配效率.在3个具有挑战性的公开数据集上进行了试验,与FAB-MAP、SeqSLAM和Place-CNN等先进方法进行了比较,该方法的平均识别精度达到71.22％,优于其他3种方法,表明经过筛选的显著路标的CNN特征可以抵御强烈的视点和外观变化.     

基于特征金字塔模型的高分辨率遥感图像船舶目标检测

以舰船为研究对象,研究高分辨遥感图像的多尺度多目标检测中的关键技术,主要解决多尺度多目标识别和细粒度分类准确率低等问题.在目标定位方面,利用特征金字塔深度网络定位多目标区域,创建一个在所有尺度上均具有语义信息的特征金字塔,有效解决多尺度多目标数据定位准确率低这一关键问题;在目标识别方面,利用共享CNN网络重建输入图像、优化多任务损失函数提取细粒度分类目标结构特征,提高细分目标识别准确率.与GoogLeNet、Faster R-CNN和Yolo三种目标检测算法对比实验表明,利用特征金字塔和重建输入图像可有效检测多目标多尺度的细粒度船舶对象,漏检率为1.5%,细粒度分类识别平均准确率为92.67%.     

多级联卷积神经网络人脸检测

为降低复杂场景对人脸检测的影响,本文提出了一种多级联卷积神经网络的人脸检测方法.在训练网络之前,需要对图像进行预处理,提取大量人脸候选窗口与边框回归向量.首先,采用交叉熵函数训练人脸区域,对网络进行优化,提高人脸预测结果的准确率;然后,使用多级联卷积神经网络结构对人脸候选窗口进行筛选,有效提高人脸候选窗口的准确性;最后,根据三组网络给予的人脸预测结果求平均值,使人脸检测结果更具有说服力.在公开数据集FDDB上进行测试,实验结果显示,本文提出方法准确率为96.3%,取得较好结果,可广泛应用于人脸识别以及人脸关键点定位等相关领域.     

嵌入特征预提取和注意力机制的SAR图像目标检测

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)目标识别技术广泛应用于道路、船舶等检测任务中,但合成孔径雷达图像易受散斑噪声干扰,直接将卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)应用在SAR数据集上难以高效准确地提取有效特征.针对以上问题,提出了一种嵌入特征预提取和注意力机制的SAR图像目标识别算法(Convolutional Automatic Encoder-Convolutional Neural Network-Channel and Spatial Atten-tion Mechanism,CAE-CNN-CSAM),即利用优化的Lee滤波算法降低SAR图像斑点噪声,通过编解码技术对SAR图像进行特征预提取,而后在卷积神经网络中引入注意力机制,提高算法对通道和空间特征的表达能力.在公开的Statoil/C-CORE数据集上,该算法对目标的识别准确率达到了94％,相比于目标识别准确率约为88％的CNN等基准模型具有更高的目标识别性能.     

基于提升树的自然场景中文文本定位算法研究

提出了一种新的基于提升树算法的自然场景中文文本定位技术.首先利用边缘特征进行文本区域的检测,即对下采样后彩色图像首先进行边缘提取、二值化处理,然后通过形态学运算以及连通区域分析去除大量的非字符连通域,获得候选的文本区域,最后,提取候选文本区域的PHOG-Gabor特征,通过提升树算法进一步确认是否为字符连通域.通过实验验证,该算法具有很高的召回率和准确率,综合性能较高.