基于多任务深度卷积神经网络的人脸/面瘫表情识别方法

由于人类个体面部形态各种各样,使得不同人在表达同一感情时有可能产生较大的视觉差异,为了减弱这种内类视觉差异性对人脸表情识别产生的影响,该文提出一种分层多任务学习的人脸表情识别方法,该方法以现有深度卷积神经网络模型为基础,构造双层树分类器以替换输出层的平面softmax分类器,构建深度多任务学习框架,通过利用人脸表情标签和人脸标签共同学习更具辨识力的深度特征,将知识从相关人脸识别任务中迁移过来,从而减弱面部形态对表情识别的影响,提高表情识别性能。实验结果表明,相较于VGGnet,Googlenet和Resnet深度模型,文中提出的方法均提高了人脸表情识别率,且成功推广到面瘫表情识别问题中。     

基于多任务模型的乳腺癌病理图像分类

基于卷积神经网络提出了一种多任务模型将乳腺癌组织学图像分为良性与恶性及其子类.该模型是多任务模型,任务一将病理图像分为良性与恶性,任务二将图像分为良性与恶性的子类.模型总的损失函数是两个分类任务损失函数的加权和.该模型采用卷积层和全局平均池化层替代末端全连接层作为分类层,应用数据增强方法提升模型的性能.模型使用乳腺癌病...     

基于深度卷积神经网络和局部敏感哈希的图像检索

网络图像资源增长迅速,如何实现快速有效的大规模图像检索,成为当前研究的热点之一。深度神经网络对图片特征有很强的表达能力,利用典型深度卷积神经网络VGG16在预训练完成的模型上使用网络全连接层的输出提取待检索图像数据集的特征以建立索引,并采用局部敏感哈希算法提升检索速度,以端到端的形式,完成基于内容的图片检索任务。这种图像检索模型提供了一种在计算资源有限情况下实现大规模图像检索的有效方法。     

基于YOLO的违禁品检测深度卷积网络

为自动识别X光图像中的违禁品,在YOLOv3深度卷积神经网络的基础上,文章针对多数违禁品对象尺寸较小,经常折叠交叉的特点,对YOLO网络的部分结构和机制进行了改进,构建了违禁品检测深度卷积神经网络探码器,用于对从安检系统获得的X光图像进行违禁品检测.实验结果表明,所提方法除了响应时间比YOLOv3稍长之外,在检测识别密...     

电力巡检图像中防振锤的区域全卷积网络识别方法

针对目前电力巡检图像中传统的防振锤检测方法仍存在效率低、精度差、计算成本高等问题,提出了一种基于区域全卷积网络（region-based fully convolutional networks,R-FCN）的电力巡检图像防振锤智能识别方法。该方法通过特征提取网络自动提取防振锤特征,省却了传统检测方法特征提取的过程,提高了效率。此外,在R-FCN网络当中采用位置敏感池化来引入平移变换,抵消全卷积网络造成的平移不变性问题,在检测精度和效率上均有较大提高。实验结果表明,该方法能准确检测出复杂背景下不同形态的防振锤,且平均准确率高达88%,具有较强的鲁棒性     

一种改进的深度卷积神经网络的精细图像分类

精细图像分类不同于传统的图像分类,由于精细图像自身的类间相似性和类内差异性,传统的基于手工特征和局部特征组合方法已经很难完整地表达精细图像的特征,因此提出了一种基于改进的深度卷积神经网络模型.由于深度卷积神经网络结构参数和神经元数量巨大,训练模型困难,所以采用高斯分布对前6层参数初始化,其中激活函数采用校正之后的Relus-Softplus函数,在花卉图像数据库OXford-102 flowers中TOP1准确率达到85.75%,TOP3准确率达到了94.50%.实验结果表明:该模型在中等规模数据集上比传统方法优势明显,且比未改进的CNN模型识别率高.     

基于深度全卷积神经网络的图像识别研究

将要建立多层卷积网络模型,并使用AlexNet预训练模型,在此基础上进行迁移学习,使用kaggle的猫狗数据集进一步训练,模型最终能高灵活度、高准确率的识别猫狗图像,并且不受图像中猫狗的占比大小影响。该网络模型共有6 000万参数,一共包含8个卷积层,其中某些卷积层带有归一化层和池化层,最后一层是具有两个通道的图像输出,每个通道的值分别代表图像为猫和狗的概率。整个网络模型,弃用全连接层,选用全卷积网络来代替全连接层,大大提高网络的灵活性,解决了输入图像分辨率的限制问题,并且全卷积网络的前向传播更加高效,加快了训练的速度。为了方便分析以及进一步的研究,将可视化一层卷积和二层卷积所得到的卷积核和特征图。     

联合加权聚合深度卷积特征的图像检索方法

针对图像特征提取不充分影响图像检索平均精确率的问题,提出了一种基于联合加权聚合深度卷积特征的图像检索方法。该方法将图像输入到预先训练好的卷积神经网络中,提取最后一个卷积层输出作为图像的深度卷积特征;通过计算空间权重矩阵突出图像的显著性区域并抑制背景噪声区域,然后根据通道方差最大原则选取相应的特征图计算出空间权重矩阵,将原始深度卷积特征加权聚合为列向量;通过区分性地对待不同通道的特征图,计算出通道权重向量与上述列向量点乘得到最终的全局特征向量。公开数据集上的实验结果表明,本文方法能够有效地增强图像特征的表达能力,在图像检索的平均精确率上优于其他同类方法,可以有效地应用到图像检索相关领域。     

Kohonen网络在电容CT图像重建中的应用

提出一种采用Ｋｏｈｏｎｅｎ网络算法进行１２电极电容ＣＴ系统的图像重建的方法。该网络输入和输出两层神经元组成,输入为１２电极电容ＣＴ系统测量所得的６６个电容值,输出对应管道介质的空间分布模式。该网络采用竞争算法无监督学习,实验结果证明,该网络有较强的抗噪声能力,可重建出较精确的介质分布图像。     

基于深度残差卷积神经网络的高光谱图像超分辨方法

卷积神经网络由于其强大的非线性表达能力在自然图像的处理问题中已经获得了非常大的成功。传统的稀疏表示方法利用精确配准的高分辨率多光谱图像,从而限制了实际应用。针对传统方法的不足,本文提出了一种基于深度残差卷积神经网络的单高光谱图像超分辨率方法,无需对应的多光谱图像。我们构建深度残差卷积神经网络挖掘低分辨率遥感图像和高分辨率遥感图像之间的非线性关系。构建的深度学习网络串联多个残差块,并去除一些不必要的模块,如批标准化层,每个残差块只包含两个卷积层,这样在保证模型效果的同时又加快模型的效率。此外,因为遥感图像训练数据缺乏,我们充分挖掘自然图像和高光谱图像之间的相似性,利用自然图像样本训练卷积神经网络,进一步利用迁移学习将训练好的网络模型引入到高分辨率遥感图像超分辨问题上,解决了训练样本缺乏问题。最后,基于实际的遥感数据超分辨实验结果表明,本文所提出的方法具有良好的性能,能得到较好的超分辨效果。     

基于多任务学习的高分辨率遥感影像建筑实例分割

针对基于深度神经网络的高分辨率遥感影像建筑物提取算法中将建筑物提取视为二分类问题(即将遥感影像中的像素点划分为建筑物与非建筑两类)而无法区分建筑物个体的局限性, 将基于Xception module改进的U-Net深度神经网络方法与多任务学习方法相结合进行建筑物实例分割, 在获取建筑物二分类结果的同时, 区分不同建筑物个体, 并选择Inria航空影像数据集对该方法进行验证。结果表明, 在高分辨率遥感影像的建筑物二分类提取方面, 基于Xception module改进的U-Net方法明显优于U-Net方法, 提取精度升高1.4%; 结合多任务学习的深度神经网络方法不仅能够实现建筑物的实例分割, 而且可将二分类建筑物的提取精度提升约0.5%。     

深度可分离卷积网络的驾驶状态识别算法

针对嵌入式设备内存小及多分类准确率低等导致驾驶员检测问题,提出经过深度可分离卷积网络改进而成的,快速下采样网络(fast downsampling network,MF-Net)驾驶状态识别系统.即将快速下采样策略应用于深度可分离卷积网络,在12层内执行32倍下采样,以有效降低计算成本、增加信息容量并实现性能改进.实验结果表明:与VGG(visual geometry group)和ResNet 50等其他卷积神经网络(CNN)模型相比,所提出的MF-Net模型深度可分离卷积大大减少参数量,快速下采样方案的运用增加了网络的信息容量,不仅模型较小且在驾驶员状态分类方面能够表现出更好的性能.同时,信息容量的增加可以对更多信息进行编码,加深对图像内容的理解,有利于之后的嵌入式系统移植.     

基于双流卷积网络的宫颈细胞细粒度分类

为了实现对宫颈细胞图像相近类别的准确自动分类,提出了一种双流卷积神经网络算法。算法以DenseNet121网络和Xception网络为基础并对其进行改进,以提高算法对宫颈细胞进行细粒度分类的识别准确率。首先,在DenseNet121中引入DropBlock模块进行网络正则化,用于提高模型的泛化能力;其次,在Xception中加入SE(squeeze-and-excitation)模块调整通道权重,以增强网络提取有效特征的能力;最后,将两个网络输出的特征图进行拼接构建双流网络,来获取宫颈细胞更全面的特征信息。实验结果表明,该网络在Herlev数据集以及SIPaKMeD数据集上各性能指标都表现良好,且都达到了99%的准确率,优于改进融合前的网络,提出的算法在宫颈细胞的细粒度分类中具有较高识别率。     

一种基于深度卷积神经网络的摄像机覆盖质量评价算法

随着视频监控系统的大规模普及,视频监控系统的效用评价成为一个重要的研究课题.当前视频监控系统评价只考虑了摄像机的覆盖率,缺少对摄像机覆盖质量的量化评价.该文提出了一种基于深度卷积神经网络的监控摄像机覆盖质量评价算法.将摄像机覆盖质量评价问题转化为对摄像机所采集视频帧的质量评价问题,探讨了基于视频帧的摄像机覆盖质量等级的分级策略,标注了一个摄像机视频帧质量等级数据集; 设计了一种新颖的多维标签赋值方法,利用深度卷积网络学习鲁棒的视频帧表示,进一步基于支持向量回归机(SVR)学习视频质量回归函数,从而实现对摄像机覆盖质量的鲁棒估计.实验结果表明:该算法能够准确地对监控摄像机的覆盖质量进行自动评测,有效监测了摄像机监控质量的实时变化.     

深度卷积网络多目标无人机信号检测方法

现有无人机的感知识别方法多采用视觉探测,易受限于探测距离和周围建筑物遮挡及不良天气能见度等诸多因素的影响.针对这一问题提出一种利用深度卷积神经网络开展无人机链路感知识别的算法,构建多模式多类型无人机的RF信号训练数据集,并给出卷积神经网络详细设计及优化方法步骤.实测结果表明:所提深度算法不仅可以实现多类型的无人机入侵识...     

基于深度卷积神经网络的DOA估计

针对现有均匀线阵远场窄带非相干多目标估计算法对低信噪比、少快拍情况适应性差、运算复杂度高，以及现有深度学习方法难以有效提取数据复值特征的问题，提出基于深度卷积神经网络的波达方向估计方法。该方法将波达方向估计问题转换为阵列输出协方差矩阵到目标到达角度的逆映射问题，利用阵列输出协方差矩阵的Hermitian特性，提取其上三角阵的实部、虚部及相位特征，构造网络的输入数据，搭建包含三维卷积层的深度卷积神经网络用来提取数据特征，网络的标签对应目标的到达角度，从而实现多个信源的波达方向估计。试验仿真表明:该方法可以充分提取空间特征，提高波达方向估计精度并降低算法复杂度。所提方法在低信噪比、少快拍数的情况下，其估计精度明显优于MUSIC、ESPRIT以及ML算法。     

改进的路面图像背景校正算法

针对CCD(charge coupled device)摄像机在拍摄路面图像时存在的背景光照不均问题,对传统的背景校正算法进行了改进,提出了改进的基准背景法和两种改进的背景平均校正法:减背景法和校正系数法.结合实例对上述方法进行验证,结果表明,改进的基准背景法运算简便,适用于任何路面图像的背景校正;减背景法抑制背景噪声的能力优于校正系数法,但后者校正的图像更符合人眼的观测习惯.另外,对背景校正后的图像进行图像分割的结果也表明,当路面图像背景亮度均匀时,大津法可以获得理想的图像分割效果.     

基于深度学习的CT影像肺结节检测

为辅助医生检测大量肺部CT( Computed Tomography) 图像中难以发现的肺结节的问题,提出使用深度U-Net网络对肺部结节进行分割。由于U-Net 网络出自于全卷积网络( FCN: Full Convolution Network) ,特点是端到端,像素到像素,网络对每个像素点进行分类,能将深层特征抽象的特征信息和浅层特征具象的位置信息相结合得到CT 图像的分割掩膜。实验结果表明,该方法对肺结节的检测效果良好。     

基于改进深度卷积生成对抗网络的入侵检测方法研究

针对入侵检测系统因采用的网络攻击样本具有不平衡性而导致检测结果出现较大偏差的问题,文章提出一种将改进后的深度卷积生成对抗网络(DCGAN)与深度神经网络(DNN)相结合的入侵检测模型(DCGAN-DNN),深度卷积生成对抗网络能够通过学习已知攻击样本数据的内在特征分布生成新的攻击样本,并对深度卷积生成对抗网络中生成网络所用的线性整流(ReLU)激活函数作出改进,改善了均值偏移和神经元坏死的问题,提升了训练稳定性。使用CIC-IDS-2017数据集作为实验样本对模型进行评估,与传统的过采样方法相比DCGAN-DNN入侵检测模型对于未知攻击和少数攻击类型具有较高检测率。