一种多列特征图融合的深度人群计数算法

针对复杂开放环境下人群密度估计中的多尺度目标和小目标感知问题,提出了一种基于特征图融合的多列卷积神经网络的人群密度估计算法.所提出的特征图融合方式,一方面综合利用高层语义特征与底层细节特征,实现了对小目标的感知;另一方面大幅提高基础网络集成数量以应对目标多尺度问题,最终提高了人群密度估计的准确性.实验结果表明,所提算法有效提高了密集开放场景中人群计数的准确性.     

基于局部-全局双分支网络的密集人群计数方法

基于卷积神经网络的人群计数方法促使人群计数精度取得了显著提高. 然而,密集人群中的人头尺度变化与复杂环境干扰仍是影响网络计数精度的主要因素. 本文提出了一种基于局部-全局双分支网络对密集人群计数. 局部分支主要由尺度感知特征提取模块实现,以建模密集人群中人头的尺度变化. 全局分支主要由位置感知注意力模块实现,以增强网络对人群与背景之间的判别力. 提取到的局部特征与全局特征会送入特征融合分支处理,回归人群密度图. 本文方法在3个常用的人群计数数据集与一个遥感目标计数数据集上进行了实验. 定量与定性结果表明了本文方法的有效性.      

基于多尺度特征融合与注意力机制的人群计数算法

针对特征提取过程中缺乏对人群区域的针对性,不同大小人头目标不能同时检测以及特征融合时多尺度特征信息丢失问题,提出多尺度注意力模块,增强特征对高密度人群区域的关注。采用多尺度空洞卷积,结合提出的多通道特征融合模块,提取更完善的多尺度特征,提高对不同尺寸人头计数能力;利用密度图回归模块,融合多尺度特征,减少了多尺度信息的损耗。实验结果表明,本算法的计数结果更精确稳定。     

编码-解码多尺度卷积神经网络人群计数方法

针对基于多列卷积神经网络的人群计数方法存在的多尺度特征信息丢失、融合不佳以及密度图质量不高等问题,提出了一种编码-解码结构的多尺度卷积神经网络人群计数方法。编码器采用多列卷积捕获多尺度特征,通过空洞空间金字塔池化扩大感受野并减少参数量,保留尺度特征和图像的上下文信息;解码器对编码器输出进行上采样,实现高层语义信息和编码器前端低层特征信息有效融合,从而提升了密度图的输出质量。为增强网络对计数的敏感性,在以往像素空间损失的基础上考虑了计数误差,提出了一种新型损失函数。采用Shanghai Tech、Mall以及自建数据集进行了对比实验,结果表明:与之前最优方法相比,所提方法在Shanghai Tech数据集Part_A部分的平均绝对误差和均方误差分别降低了8.3%和21.3%,Part_B部分分别降低了12.9%和12.0%,Mall数据集分别降低了15.1%和23.8%,自建数据集分别降低了13.5%和7.1%;在不同人群场景下,所提方法的人群计数准确性和鲁棒性均优于其他对比方法的。     

局部二值平均熵模式与深度残差网络的人群密度估计

针对人群密度估计算法中场景的人群遮挡、尺度光照变化、噪声和低分辨率等问题,提出了一种结合局部二值熵值纹理特征(ELBP)与深度残差网络的人群密度估计算法。该算法首先在原始RGB人群图像上提取LBP特征;然后通过计算邻域像素点的平均信息熵模式构建ELBP纹理特征;随后基于ELBP纹理特征构建了一个深度为18层的深度残差网络;最后形成了对人群密度估计的end-to-end模式。为验证算法的可行性和有效性,在开源的人群密度估计数据集上进行实验。首先邀请10位专家对开源的数据集进行有效的人群聚集标注作为真实输出标签;随后采用研究提出的算法对人群密度完成估计,并与真实结果进行比较。另外,在三种不同的特征和三种不同的机器学习模型上进行了横向比较。实验结果表明,提出的ELBP纹理特征能够很好地应对噪声和低分辨率问题;深度残差网络则能够解决人群遮挡、尺度光照变化的问题。与传统算法相比,提出的算法能够提升人群密度估计的性能。     

子波域一种新的多尺度多传感器状态估计

研究了多尺度状态参数估计问题.利用状态信号的多尺度特性,引入小波变换,建立了一个新的多尺度多传感器滤波算法.将函数全变差和局部变差概念引入到小波变换,提出了小波缩减因子的概念.通过小波缩减因子的引入,细尺度上的高频信号也得到了有效处理.仿真结果表明,该算法充分利用信号的多尺度特性,基于尺度级的信息融合大大提高了状态估计的精度.     

组合导航系统中异步多传感器信息融合算法

针对组合导航系统中多个传感器采样频率不同且存在量测滞后的问题,提出一种基于多尺度数据分块的组合导航信息融合算法.建立最高采样率下的系统模型,通过状态和观测的分块得到基于多尺度的系统模型,利用不同尺度上的观测信息在各尺度上进行Kalman滤波,并经融合最终获得基于全局的状态估计值.将该算法用于SINS/DVL/TAN组合导航系统仿真,结果表明,在异步多传感器量测的情况下,基于多尺度数据分块的信息融合算法与非等间隔Kalman滤波算法相比,北向速度最大误差减小24.1%,纬度最大误差减小23.8%,东向速度最大误差和经度最大误差均略有减小.因此,信息融合算法具有较高的滤波精度,有利于提高系统的导航定位精度.     

基于背景辅助的高效人群计数多任务学习网络

在人群计数领域中,复杂背景干扰一直是一个具有挑战性的问题.现有研究通过引入注意力机制等方式弱化背景噪声对计数的影响.但是,随着研究的深入,人群计数网络规模不断扩大,影响了计算效率和实时应用.为了解决复杂背景问题并提高计数效率,该文提出了一个基于背景辅助的高效人群计数多任务学习网络(BAMTLNet).与现有网络不同,为了减少网络的参数量,只采用了VGG-16的前7层作为前端网络.在后端网络中,为了解决复杂背景问题,我们使用了两个高度相关的人群任务：(1)生成估计密度图主任务,采用3个普通卷积层生成密度图,通过积分获得单张图片的人数.(2)复杂背景分割辅助任务,采用3个特定的膨胀卷积层生成图片的背景分割图.两个任务直接连接在前端网络后,没有相互交叉.我们还设计了背景辅助多任务损失函数,通过硬参数共享的方式优化前端网络参数,向主任务传递复杂背景的高级语义信息并优化网络.该端到端人群计数多任务学习网络仅有10层卷积层,参数量小,实现了网络轻量化.在3个人群计数基准数据集上进行了实验,获得了令人满意的结果.     

非凸-凹极小极大问题的双尺度交替梯度下降上升算法

针对一类非凸-(强)凹极小极大问题,基于双尺度梯度下降上升算法,用交替梯度更新来替代同步梯度更新,从而提出了一种新算法-双尺度交替梯度下降上升算法.通过数值实验结果表明,新算法在MNIST数据集上的分类准确率明显高于原算法,从而验证了新算法的有效性.     

广义泊松计数模型及其统计推断

基于广义泊松分布的性质,提出了广义泊松计数模型,解决了泊松计数模型中对照组数据过度分散和过度集中的问题.在模型的统计推断中,通过引入缺失数据和构建替代函数,研究了使用EM算法、MM算法计算模型中参数极大似然估计的迭代收敛算法.进一步地,通过统计模拟展示迭代算法中参数估计的误差,对模拟结果进行讨论得到有效的信息.     

基于卷积神经网络的监控视频人数统计算法

监控视频中人数统计是现代安防的重要任务之一,具有较高的研究意义和应用价值.虽然近年来取得较大的进展,但仍无法很好地解决监控场景人数统计精度、高清图像耗时问题.为此,作者提出一种基于卷积神经网络与岭回归联合的人数统计方法.通过卷积神经网络回归图像中人头中心点获得人群密度分布特征图,然后使用岭回归模型分析人群密度分布特征图得到该帧图像对应的人数.作者提出的算法通过在多组视频图像上进行了测试,并与经典算法做了比较.实验结果验证了作者方法的有效性.     

基于多尺度特征选择与融合的目标检测方法

针对多尺度目标检测中特征图特征混淆和特征丰富程度不足的问题,提出一种基于多尺度特征选择与融合的目标检测算法。设计了一个特征选择模块来分离出不相关的特征,并结合特征金字塔网络形成特征选择网络结构,降低特征图中不同尺度目标的局部特征对当前尺度特征的干扰;提出一种浅层特征融合方法,将浅层特征逐级融合到较深层级特征中,解决特征图的特征不够丰富问题。结合特征选择架构和浅层特征融合架构,在PASCAL-VOC2007数据集上进行测试,结果mAP达到了80.1%。相较于基础的单阶段目标检测(single shot detection, SSD),所提算法的网络性能可提高2.9%,且在一些小目标和遮挡目标的检测效果上有明显的提升。通过对比和消融实验,证明了所提方法的有效性。     

基于个体特征和纹理特征的视频人数统计算法

视频人数统计利用视频图像特征,通过监测公共场所中的人群密度,可防止公共场所人群拥堵,确保行人安全.提出一种改进的视频人数统计算法,对于中低密度人群,利用个体特征法实现人数统计,对于高密度人群,利用纹理特征法实现人数统计.使用提出的算法,设计了视频人数统计系统,分别对多组视频进行了测试,测试结果表明该算法误差较低.     

基于多尺寸特征图卷积方法的玉米雄穗检测

为了解决传统雄穗检测方法因玉米品种不同以及田间环境不同导致的检测误差较大、鲁棒性较差的问题,利用深度卷积神经网络提取特征,并对多尺寸特征图卷积的方法检测玉米雄穗。采用深度卷积神经网络inception作为基础网络来训练提取玉米雄穗特征,同时增加额外的卷积层对图像进行卷积提取特征,最后分别对基础网络中的两层卷积层以及额外的卷积层卷积得到的不同尺度特征图进行分类和位置回归。整体网络结构是多尺度端到端框架,效率高,方便检测不同尺度的雄穗。实验结果表明,此方法提高了雄穗检测的速度和准确率。     

基于预训练模型和混合神经网络的医疗实体关系抽取

医疗文本具有实体密度高、句式冗长等特点,简单的神经网络方法不能很好地捕获其语义特征,因此提出一种基于预训练模型的混合神经网络方法。首先使用预训练模型获取动态词向量,并提取实体标记特征;然后通过双向长短期记忆网络获取医疗文本的上下文特征,同时使用卷积神经网络获取文本的局部特征;再使用注意力机制对序列特征进行加权,获取文本全局语义特征;最后将实体标记特征与全局语义特征融合,并通过分类器得到抽取结果。在医疗领域数据集上的实体关系抽取实验结果表明,新提出的混合神经网络模型的性能比主流模型均有提升,说明这种多特征融合的方式可以提升实体关系抽取的效果。     

多尺度卷积核U-Net模型的视网膜血管分割方法

针对病变视网膜血管结构的计算机辅助诊断问题,提出了一种多尺度卷积核U-Net模型的视网膜血管分割方法.在U-Net模型基础上设计了融合Inception模块和最大索引值上采样方法的多尺度卷积神经网络结构.在网络训练阶段,采取旋转、镜像等操作进行数据集扩充,运用CLAHE算法进行图像预处理;训练后得到的双通道特征图,进行Softmax归一化;最后通过改进的代价损失函数对归一化结果迭代优化,得到完整的视网膜血管分割模型.实验结果表明,所提方法在DRIVE数据集上分割的准确率达到0.9694,灵敏性达到0.7762,特异性达到0.9835,比U-Net模型具有更优的分割效果和泛化能力,与其他现存方法相比具有一定的竞争力.     

基于注意力机制与多尺度特征融合的行人重识别方法

针对行人重识别中因遮挡、姿态变化使模型特征无法充分表达行人信息的问题,提出了基于注意力机制与多尺度特征融合的行人重识别方法.首先使用改进的骨干网络R-ResNet50提取图像特征;其次,抽取网络不同尺度的特征层嵌入注意力机制DANet,使模型更关注于重点信息;最后,对提取出的关键特征进行多尺度特征融合,实现特征间的优势...     

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...     

改进残差神经网络在遥感图像分类中的应用

针对传统卷积神经网络随着深度加深而导致网络退化以及计算量大等问题,提出一种改进残差神经网络的遥感图像场景分类方法。该方法以残差网络ResNet50作为主框架,在残差结构中引入深度可分离卷积和分组卷积,减少了网络的参数量和计算量,加快模型收敛的同时也提升了分类精度。此外在网络中嵌入多尺度SE block模块对通道特征进行重校准,提取出更加重要的特征信息,进一步提升了网络的分类性能。在AID和UCMerced_Land Use两个公开数据集上的分类精度分别为91.92%和93.52%,相比常规残差网络分类精度分别提高了3.38%和10.24%,证明所提方法在遥感图像场景分类任务中的可行性和有效性。