基于DenseNet的图像识别方法研究

在深度学习中,随着神经网络层数的加深,训练网络变得越来越困难,现有的浅层的网络无法明显提升网络的识别效果。针对在原有网络的情况下提升网络识别效果,减少参数的问题,本文提出一种改进的DenseNet网络模型,借鉴Inception V3的思想,利用非对称卷积将DenseNet网络中Dense Block层所包含的3×3卷积分解成3×1和1×3的两个卷积,简化网络结构模型。之后再对改进前与改进后的网络模型在数据集上进行训练,实验结果表明,与经典的DenseNet网络模型相比,改进后的网络模型可以提高图像识别的准确性,降低参数,有效地缩短运行时间。     

基于轻量级DenseNet和ZigBee的指纹识别方法

针对传统身份识别方法识别准确率低、模型复杂且运算速度慢等问题,提出一种新的基于轻量级密集连接卷积神经网络(DenseNet)和紫蜂协议(ZigBee)的指纹识别方法.首先,构建指纹识别系统的整体模型,并对该模型进行适当的裁剪以缩减模型复杂度.其次,通过筛选指纹图像、增强有效指纹以及扩充增强后的数据等操作,对采集到的ZigBee协议指纹信息进行预处理.然后,以传统深度残差网络的基本思想为依据,通过前馈的方式改变层间的连接关系并构建轻量级DenseNet.最后,以相同的样本数据为基础分别对轻量级DenseNet模型、普通DenseNet模型和3种传统基于机器学习的身份识别算法模型进行训练.试验结果表明:所提出的基于轻量级DenseNet模型的识别准确度最高,为98.24%,且该模型的运行速度最快,与普通DenseNet模型相比,其模型复杂度降低了94%以上.     

DenseNet模型轻量化改进研究

针对深层DenseNet模型在小型数据集上的过拟合问题,提出了一种改进的轻量化DenseNet模型.首先,优化网络中密集连接块(Dense Block)数量和其内部网络结构;然后,提出一种自适应池化层方法,解决改进网络的特征图分辨率适应问题;最后,加入Skip Layer模块增强密集连接块间特征信息流通.实验结果表明,改进方法能够减少模型的参数量和计算量,有效解决了深层DenseNet的过拟合问题.     

卷积神经网络在锚杆锚固类型识别中的应用

为了解决手工特征提取方法依赖广泛的专业知识和先验知识,难以挖掘新特征而影响识别结果的问题,将一维卷积神经网络应用于锚杆锚固系统类型识别,以实现端到端的分类过程;为了避免随机初始化卷积核会造成网络在训练时收敛速度慢、易陷入局部最优等问题,利用稀疏自编码器对网络的卷积核进行预训练,并利用实验锚杆锚固数据对稀疏自编码器一维卷积神经网络模型、传统一维卷积神经网络模型和反向传播神经网络模型进行测试。结果表明:一维卷积神经网络可应用于锚杆锚固系统类型识别,实现端到端的分类过程;在锚杆锚固系统类型识别中,稀疏自编码器一维卷积神经网络模型的准确率高于传统一维卷积神经网络模型和反向传播神经网络模型的准确率,识别率可达98.57%。     

基于稠密连接和非局部运算的烟雾识别方法

烟雾图像检测已经成为早期火灾预警的主要技术手段之一,为了提升烟雾识别准确率和运算效率,提出基于稠密连接和非局部运算的深度卷积神经网络用于烟雾识别。首先,设计深度网络中卷积层间的稠密连接机制,构建稠密基本块,增强信息流通和特征重利用,同时也减少模型参数量。然后,为了进一步考虑烟雾图像的全局信息,将非局部运算与稠密基本块中的卷积运算相结合,构建稠密和非局部基本卷积块。最后,利用已经构建的若干个稠密和非局部基本卷积块搭建用于烟雾识别的深度卷积神经网络。在已经公开的烟雾图像数据库上进行性能评估,实验结果表明,提出的基于稠密连接和非局部运算的烟雾识别方法以不到1M的模型参数量取得了更令人满意的性能。     

FCNN深度学习模型及其在动物语音识别中的应用

为解决使用语音信号准确识别动物以保护和研究野生动物的问题,提出一种全连接算法与稀疏连接算法相结合的全卷积神经网络(FCNN: Fully Convolutional Neural Network),用于语音的自动识别.利用全连接算法提取更多的组合特征,稀疏连接算法筛选重要特征可加快收敛速度.同时给出了具体的模型结构及算法流程,并进行了动物语音识别实验.实验结果表明,该全卷积神经网络深度学习算法是一种语音自动识别的有效方法,解决了蛙声识别问题,为动物语音识别提供参考.     

基于卷积神经网络的灾难场景图像分类

为了对灾难场景图像进行快速分析和识别,提出了一种基于多分辨率卷积神经网络和残差注意力机制(attention module)相结合的图像分类模型.首先,对灾难场景数据集进行预处理,在相同类型的条件下将其随机划分为训练集和测试集.基于改进的卷积神经网络(convolutional neural network,CNN),提取训练集的图像特征.使用训练集图片的特征进行训练,并且在测试集图片上实现分类测试.选取DenseNet、Xception和MobileNetV2三种模型,以灾难场景数据集(Disaster_Data_Scenes)为数据集进行实验验证.结果表明:改进的Xception和MobileNetV2网络在灾难场景数据集上进行的图像分类实验测试,比原网络精度分别提升了4.56％和3.04％.其中改进的DenseNet网络比原网络模型精度分别提升9.13％、17.88％和10.27％.可见改进的卷积神经网络模型的分类精度得到有效提高.     

基于轻量型卷积神经网络的交通标志识别

针对卷积神经网络在交通标志识别实时性不好,对设备硬件要求过高的缺点,提出了一种具有实时性,高精度的基于轻量型卷积神经网络的改进网络。一方面引入深度可分离卷积和激活函数Mish,加快网络的训练和识别速度,降低对硬件设备的要求;另一方面通过对网络架构及层次的改进,同时合理改变卷积核的大小和数目,加强图片特征的表达与传递。在BelgiumTSC交通标志数据集上的实验结果表明,改进后网络明显提高了网络训练速度,同时识别精度也略高于原网络,验证了改进方法的有效性。通过与其他模型相比,该模型能够更快速准确完成交通标志识别任务,验证了该方法的可行性。     

基于Gabor卷积神经网络的图像分类算法研究

为了研究Gabor滤波器在卷积神经网络中的性能和特征提取能力,提出了模拟视觉神经元特性的Gabor卷积神经网络计算模型。利用符合视觉神经元感知特性的Gabor滤波器作为建议神经网络的卷积核,将Gabor滤波器与CNN相结合,从而构建Gabor卷积神经网络。实验采用3个公共图像数据集进行图像分类任务,验证GaborConv网络的各项性能,并与经典的VGG16进行对比分析。实验结果表明,Gabor卷积神经网络的图像分类精度相对CNN有所提高,其收敛速度也明显加快,同时大量减少网络训练参数数量,释放计算机的内存。     

基于深度学习与Dense SIFT融合的人脸表情识别

为了准确高效地实现人脸表情识别.提出将一种将卷积神经网络与Dense SIFT特征进行融合的混合模型,该混合模型所用的网络结构是在深度可分离的卷积神经网络MobileNet的思想上加以改进.在通道卷积(深度卷积)与空间卷积(点卷积)分离的基础上,将MobileNet结构的点卷积部分使用多尺度卷积核,保证了提取特征的丰富细微性,更加适用于人脸表情特征提取;同时引入DenseNet结构的思想,提升了网络的性能.利用Dense SIFT的128维描述子对特征描述较丰富的优势。将其与改进的MobileNet网络在全连接层进行融合,采用Eltwise层在全连接层元素之间做比较并取最大值,以保证特征的多样性,且更具代表性.在FER2013和JAFFE人脸表情数据集上运用该混合模型,识别率可以达到73.2%和96.5%.     

基于多层特征深度融合的卷积神经网络人脸识别方法

针对传统神经网络在人脸图像的训练过程中没有将高低卷积层信息进行融合,为充分利用图像各层特征信息,提出一种基于三层特征融合的全连接卷积神经网络模型,算法将原有网络最后三层特征结合,并将提取的特征信息与最后一层全连接层结合,从而增加了浅层特征的表达,加强了深层特征的提取效果,促使改进后的卷积神经网络提取的信息更加完备;同时将损失函数和中心函数加权联合,以提高人脸图像的识别率和区分性.在CASIA-webface人脸数据库进行的实验结果表明,改进后的网络模型识别率达到98. 7%,优于DCNN等算法,并将训练好的网络模型应用到YALE、PERET、LFW-A等人脸库上,相比其他方法识别率都有所提升.     

基于多特征融合卷积神经网络的人脸表情识别

针对卷积神经网络特征提取不够充分且识别率低等问题,提出了一种多特征融合卷积神经网络的人脸表情识别方法。首先,为了增加网络的宽度和深度,在网络中引入Inception结构来提取特征的多样性;然后,将提取到的高层次特征与低层次特征进行融合,利用池化层的特征,将融合后的特征送入全连接层,对其特征进行融合处理来增加网络的非线性表达,使网络学习到的特征更加丰富;最后,输出层经过Softmax分类器对表情进行分类,在公开数据集FER2013和CK+上进行实验,并且对实验结果进行分析。实验结果表明:改进后的网络结构在FER2013和CK+数据集的面部表情上,识别率分别提高了0.06%和2.25%。所提方法在人脸表情识别中对卷积神经网络设置和参数配置方面具有参考价值。     

基于注意力机制的卷积循环网络语音降噪

不同噪声在频谱上具有不同的特性,为了解决卷积神经网络对含有不同噪声的语音降噪的局限性,通过引入通道注意力机制作为卷积循环网络的中间层,将卷积层中不同功能的卷积核赋予不同的权重,使模型在训练时能够对输入数据更有针对性地去除噪声部分,从而达到更好的降噪效果.针对含有15种噪声的含噪语音分别应用循环神经网络、编解码卷积网络和...     

基于改进的卷积神经网络多姿态人脸识别研究

针对目前的人脸识别算法在面对不同姿态下的人脸图像时识别率低的问题,提出了一种基于改进的卷积神经网络的算法。该算法通过对经典的卷积神经网络LeNet-5 的卷积核数目、卷积核尺寸、池化层方式和正则化手段等参数进行了优化改进,从而能对多姿态人脸图像特征进行有效提取。仿真实验结果表明,该算法在识别率与识别时间上均有显著提高。     

改进多尺度卷积神经网络的人脸表情识别研究

为了有效改善现有人脸表情识别模型中存在的信息丢失严重、组件间相对空间联系不密切的问题,提出了一种改进的多尺度卷积神经网络模型,通过构建深层多尺度卷积神经网络,使模型能够挖掘出更多潜在的特征信息;通过特征融合促进信息的流通和重利用,减少池化操作所引起的重要信息丢失,使得模型具有更好的学习能力;通过控制每层多尺度卷积神经网...     

融合词性与双向时间卷积网络的中文命名实体识别方法

针对目前中文命名时实体识别方法中存在的中文边界识别困难、模型梯度、文本特征不够充分等问题,提出了一种融合词性特征与双向时间卷积网络的中文命名时实体识别模型。该模型提出使用XLNet预训练语言模型生成对应的词嵌入表示,融合后使用双向时间卷积网络提取文本前向特征与后向特征。实验中对时间卷积网络的空洞因子、卷积层数和卷积核数进行参数实验并分析其影响原因,结果表明,该模型与其他模型相比,能够更准确且有效地提取文本中的实体。     

基于改进的SqueezeNet的人脸识别

针对众多基于卷积神经网络的人脸识别技术在追求提高人脸识别率上,忽视了网络模型输入参数,导致模型输入参数多、训练时间长和无法在内存小的硬件上运行等问题,提出一种基于改进的Squeeze Net的人脸识别模型。改进的Squeeze Net模型保留了原网络模型中的小卷积核去提取图片特征,还采用首尾池化层分别引入对应的后续卷积层进行特征融合,提取细微的人脸纹理特征来稳定模型收敛性,防止小的卷积核在复杂的人脸训练集上产生过拟合。针对分类函数Softmax的改进,采用L2范数约束的方法,将最后一层的特征约束在一个球面内,减少相同特征间距,提高网络收敛能力。通过两种改进后的Squeeze Net模型在与其他的先进模型对比,在不降低人脸识别准确率的前提下,具有输入参数少、模型易于收敛和能够运行在内存小的硬件设备的优势。结果在CASIA-WebFace和ORL人脸库上得到了有效性的实验验证。     

基于机器视觉的婴儿全身运动质量智能评估

针对婴儿全身运动质量评估问题，本文基于姿势识别对婴儿运动特征进行提取与分析，提出基于ResNet和反卷积层的婴儿姿势热力图识别模型，平均识别率达到86.9%；利用婴儿的二维姿势坐标，建立基于DenseNet的3D人体姿势识别模型，使用1D卷积网络及1D连接层，实现婴儿的2D姿势坐标到3D姿势坐标的升维推算；使用四元数作为空间向量表示方式，对婴儿主要肢体运动的角度、角速度、角加速度进行提取，并提出基于SVM的由婴儿肢体运动角度特征进行判定的婴儿异常行为识别模型。针对模型参数过多的问题，在保证模型整体识别率的情况下，使用主成分分析的方式对模型进行特征降维，提高整体识别速度，将维度由18维度降低至8维度后，整体运行时间减少近50%，且对于不同的视频样品均能正确分类。     

Individual Dairy Cattle Recognition Based on Deep Convolutional Neural Network

Image based individual dairy cattle recognition has gained much attention recently. In order to further improve the accuracy of individual dairy cattle recognition, an algorithm based on deep convolutional neural network( DCNN) is proposed in this paper,which enables automatic feature extraction and classification that outperforms traditional hand craft features. Through making multigroup comparison experiments including different network layers,different sizes of convolution kernel and different feature dimensions in full connection layer,we demonstrate that the proposed method is suitable for dairy cattle classification. The experimental results show that the accuracy is significantly higher compared to two traditional image processing algorithms: scale invariant feature transform( SIFT) algorithm and bag of feature( BOF) model.