基于深度学习的三维乳腺超声影像自适应分割

针对传统乳腺超声影像分割算法存在准确率低、精度低且耗时长等问题,提出基于深度学习的三维乳腺超声影像自适应分割算法。首先预处理图像,采用深度多示例学习方法检测病变图像块,删除正常图像块。然后对乳腺超声影像数据集扩增处理,用于神经网络训练。其次构建残差卷积神经网络模型,设计残差学习单元,结合扩增数据集形成特征映射,采用softmax函数训练网络并进行特征块判断,并结合阈值设置实现三维乳腺超声影像自适应分割。实验结果表明,该算法能更细致地完成图像分割,算法平均运行耗时为52.3 s,图像分割精度为95.5%,且F1分数值高,整体性能佳,为卷积神经网络分割应用提供参考。     

基于深度学习的化妆品塑料瓶缺陷检测

提出一种基于深度卷积神经网络的化妆品塑料瓶表面缺陷检测算法。采用百万像素级别的工业相机采集大量的塑料瓶图像样本,并通过HSV(hue,saturation,value)颜色空间变换和Otsu阈值分割等方法对图像进行预处理。采用随机图像变换法对数据集进行增强,并对图像进行标准归一化处理。在卷积神经网络模型中应用深度可分离卷积和Dropout技术以减少参数量,从而避免过度拟合。使用训练样本集训练该模型,并在测试集中将结果与几种经典图像识别算法进行比较分析,结果显示,本文算法的识别准确率高达约0.97。由此表明本文算法的效果优于其他经典算法,有望将其应用于化妆品塑料瓶缺陷检测的工业自动化系统,以提升缺陷识别效果,从而提高生产效率。     

基于可能性聚类和卷积神经网络的道路交通标识识别算法

为解决图像采集中噪声和复杂背景对图片的影响以及深度神经网络的高耗时问题,基于可能性聚类算法与卷积神经网络,提出一种道路交通标识识别算法.该方法运用了图像分割技术,并结合卷积神经网络模型对道路交通标识进行更准确的识别.首先,通过色彩增强、图像分割、特征提取、数据增强和归一化等批量预处理操作,形成一个完整的数据集;然后,结合Squeeze-and-Excitation思想和残差网络结构,充分训练出MRESE(My Residual-Squeeze and Excitation)卷积神经网络模型;最后,将优化的网络模型用于道路交通标志的识别.实验结果表明,该方法使训练时间缩短了5%左右,识别精度可达99.02%.     

基于全卷积神经网络迁移学习的乳腺肿块图像分割

针对乳腺X线摄片中肿块通常会被周围致密组织所掩盖,对比度低,且其形状不规则,肿块图像分割困难的问题,设计了一种基于全卷积神经网络迁移学习的乳腺肿块图像分割方法.该方法首先对乳腺肿块图像进行数据增强,然后利用迁移学习,对设计的全卷积神经网络模型载入参数并训练分割模型,最后在训练好的模型上对待分割图像进行处理.分割结果采用区域面积重叠率、Dice相似系数、Hausdorff距离等指标进行评价分析,在公开数据集的483幅图像上的实验结果表明:提出的方法的分割效果明显优于传统分割算法.     

基于图像分割的驾驶员分心行为识别研究

针对驾驶员分心行为对交通安全产生隐患的问题,提出一种结合图像分割与卷积神经网络的驾驶员分心行为检测方法。该方法通过使用图像分割处理后的驾驶员不同分心行为的图像对卷积网络结构模型进行训练,来减轻背景噪声的影响,以提高模型的识别性能。试验中使用未经分割的图像与经过前景分割后图像分别训练卷积神经网络模型,用分割后图像训练的模型识别的准确率达到了93.84%,高于使用原图像训练的模型。试验结果表明,结合图像分割和深度学习的驾驶员分心行为检测方法对驾驶员的分心行为有较好的检测效果。     

基于级联卷积神经网络的人脸特征点识别算法实现

针对在有冗余图像信息干扰下进行人脸有效特征点提取时精度不高的问题,提出了基于级联卷积神经网络的人脸特征点检测算法.在该算法中:输入层读入规则化的原始图像,神经元提取图像的局部特征;池化层进行局部平均和降采样操作,对卷积结果降低维度;卷积层和池化层分布连接,迭代训练,输出特征点检测结果.该算法采用Python语言编程实现,在人脸数据集进行仿真实验,结果表明该算法对人脸特征点有较高的识别率.     

基于三维卷积神经网络的肝脏静脉血管的分割

针对传统的血管分割算法需人工参与且分割效果不佳,神经网络的方法存在设计特征量的数量有限等诸多问题,提出了一种基于三维卷积神经网络的血管分割的算法,可以利用多层卷积神经网络获取三维图像的特征,与传统的二维分割有很大的不同。通过正负样本训练后得到的模型,可以对CT图像分割后的三维子块V_i中心位置的像素点进行分类实现血管的自动分割。使用正负样本各14 976个来进行训练和测试所提出的三维卷积神经网络算法,最终,三维卷积神经算法的准确率能够达到86.11%,Dice相似系数为92.43%,召回率为99.76%。实验结果表明了基于三维卷积神经网络的血管分割算法的有效性,可以获得比二维输入数据更好的实验结果。     

基于语义分割的光伏组件积灰检测与分析

为了解决恶略环境条件下难以对光伏电池板表面积灰定性定量分析的问题,提出了一种基于深度学习算法的光伏电池板表面积灰智能检测方法。首先,构建数据集,通过实地调研采样以及在实验室模拟等方法并利用图像处理技术构建完备的数据集;然后,利用深度学习语义分割技术对数据进行训练并对其优化;最后,采用图像处理技术对输出图像进行处理,以解决对积灰的定性定量分析。实验结果表明所提方法的有效性,可以应用于光伏电池板表面积灰的智能检测。     

基于卷积神经网络的细胞图像分割与类型判别

组织细胞图像形态各异、大小不一、纹理变化多样等特点,导致难以精准地分割细胞区域的问题,对此提出了一种基于卷积神经网络(CNN)和边缘聚类方法的新算法.对原始切片采用染色校正预处理,提高色彩对比度,利用CNN得到初步分割结果,结合边缘聚类方法提升初步分割结果的连续性和完整性.在此基础上,结合计算机视觉技术,获得分割图像中细胞颗粒的基本属性特征,并使用Softmax分类器判别细胞类型.实验结果表明:相较于经典的卷积神经网络、阈值分割、模糊聚类等细胞图像分割算法,该算法在分割结果的完整度方面提升了6.15个百分点.     

结合目标检测的小目标语义分割算法

卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)可以提供比传统分类算法更强大的分类器并且能够自学习得到深层特征,有效地提高了图像语义分割的准确性.然而,基于CNN的语义分割算法依然存在一些挑战,例如在复杂场景中现有较优的方法较难分割小目标.为了解决复杂场景下小目标分割的难题,提出一种结合目标检测的小目标语义分割算法.与现有较优方法不同的是,该方法没有直接利用单个神经网络模型同时分割单幅图像中的小尺寸和较大尺寸目标,而是将小目标分割任务从完整图像的分割任务中分离.算法首先训练一个目标检测模型以获取小目标图像块,然后设计一个小目标分割网络得到图像块的分割结果,最终根据该结果修正整体图像的分割图.该算法提升了语义分割数据集的总体性能,同时能够有效地解决小目标分割的难题.     

基于像素及梯度域双层深度卷积神经网络的页岩图像超分辨率重建

实际采集的页岩图像存在分辨率低等不足,有时难以满足实际应用的需求。针对此问题,构建了一种基于双层深度卷积神经网络的页岩图像超分辨率重建算法。算法以深度卷积神经网络为基础,引入残差训练及批规范化层来加速网络的收敛,并且在此神经网络的基础上提出图像像素域及梯度域结合的页岩图像超分辨率重建算法。算法大致过程为首先利用像素域的卷积神经网络对输入的低分辨率页岩图像进行上采样;然后对上采样图像提取梯度信息并利用梯度域的卷积神经网络对其进行转换;最后利用转换后的梯度信息作为正则项来约束高分辨率图像的重建,从而得到重建的高分辨率页岩图像。实验表明,与主流的超分辨率重建算法相比,重建得到的页岩图像具有更好的主观视觉效果与更高的客观评价参数,更利于后续的处理及分析。     

基于卷积神经网络的布料疵点检测方法

针对传统布料疵点检测准确率低、识别较慢且计算量大问题,提出基于卷积神经网络的布料疵点检测方法,实现增强布料疵点检测鲁棒性、高效性的设计目标。为保证训练结果准确,首先采集数量以千万级为单位的布料图像并进行图像预处理,标记无疵点布料和疵点布料;然后将图像送入设计的卷积神经网络进行训练和测试,获取疵点检测框;紧接着采用改进的NMS分类算法对检测框进行多框合并,减少误检,进一步提高模型检测效果;最后利用设计的特征图分割算法使网络模型脱离GPU显存限制,适用于各种性能计算机。实验结果表明该方法可在实现布料检测高速度、高准确率的同时增强检测方法的鲁棒性。实际检测速度为3fps,准确率可达99.6%,超过现有疵点检测算法,表明该检测方法可应用于对布料要求更高的生产企业。     

应用于起重机智能视觉检测的双网络并行模型

起重机是一种使用广泛的物流设备,然而在长期高负载运作下,由于机械磨损、疲劳断裂产生的裂纹以及长期暴露于高温、潮湿环境下造成的机械腐蚀是无法避免的问题.传统的人工检测,一方面无法保证检测人员的作业安全,另一方面无法保证检测的全面性.因此,提出一种基于深度卷积神经网络的起重机金属结构缺陷视觉检测算法.由于起重机金属结构缺陷图像数据的规模小于深层次卷积神经网络所需的数据规模,容易导致过拟合,故先设计浅层次的卷积神经网络模型,再采用深层次的卷积神经网络训练浅层次卷积神经网络,得到一个深层次与浅层次的双网络并行模型,以此达到提高浅层次卷积神经网络检测的准确性和鲁棒性.实验上,通过双网络并行模型算法与单网络模型、传统机器视觉识别方式的实验性能对比,验证了该算法的有效性和更好的鲁棒性.     

基于全卷积神经网络的绝缘设备紫外图像评估算法研究

针对绝缘子表面沉积污秽容易导致闪络的问题,文中分析了全卷积神经网络(fully convolutional networks,FCN)的典型结构和训练方法,提出了基于全卷积神经网络的绝缘子紫外图像污秽度评估方法.该方法首先采用全卷积神经网络进行绝缘子放电紫外图像光斑分割提取,然后将分割的紫外光斑图像作为卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)的输入,实现绝缘子污秽度的评估.仿真算例的计算结果表明,FCN-16s模型融合浅层细节特征适中,应用于绝缘子放电紫外图像光斑分割的效果更优;验证了文中所提FCN-CNN算法能够实现绝缘子污秽度的评估,具有更高的准确度,为输变电系统的智能化运维提供了参考.     

基于卷积神经网络的胶囊内镜息肉与溃疡辅助诊断

针对目前胶囊内镜(WCE)自动检测方法需要对每种病灶设计对应的识别算法以及识别准确率不高的问题,设计一种基于卷积神经网络的息肉与溃疡辅助诊断算法。与传统检测算法相比,卷积神经网络可自动学习病灶图像特征,实现更强泛化能力,更高准确率和效率。该方法针对具体WCE图像,首先评价图像R、G、B通道携带信息的特征;其次,分析全局直方图均衡化、伽玛变换和拉普拉斯变换对提升图像对比度的效果,选择其中表现最佳者与信息最丰富的2个颜色通道组合成3通道输入到卷积网络中训练和识别。测试表明,本算法识别准确率96.8%,比传统的经典图像检测方法高出至少16.73%,检测速度达到68.6图/s,能够推广应用到医疗辅助诊断领域。     

基于卷积神经网络的图书页面检索方法

针对现有图书页面检索方法检索精度低的问题,利用任务无关数据集训练卷积神经网络,提出了一种基于卷积神经网络的图书页面检索方法.首先将待检图书页面图像进行图像分割和畸变校正,降低背景的干扰和几何畸变的影响;然后将校正后的图像输入卷积神经网络提取图像特征;最后使用夹角余弦距离来度量待检图像和候选图像的相似度.实验结果表明:本方法在测试数据集上的Top-5命中率为97.31%,而直接使用任务无关数据集训练的卷积神经网络的Top-5命中率仅为58.47%.本方法避免了耗费大量的时间和精力去收集大规模图书页面图像数据库,而且利用卷积神经网络强大的图像特征描述能力,取得了优异的图书页面检索精度.     

基于卷积神经网络的三维物体检测方法

提出了一种新的三维物体检测方法.在物体定位部分,采用随机采样一致和欧式聚类算法分割三维物体点云以减少计算量;在物体识别部分,将物体点云转化为深度图像,利用k-Means聚类算法学习卷积核,利用卷积网络提取卷积特征,从而提高图像的识别率,并在2个公开的三维物体数据集上对所提出的特征提取算法进行测试.结果表明,与传统的点云特征提取方法相比,基于卷积网络的特征提取方法的识别率较高.     

基于分水岭变换和主动轮廓模型的舌体轮廓图像分割

舌体轮廓的图像分割是计算机辅助舌诊系统进行图像分析的前提条件.提出了一种基于分水岭变换和主动轮廓模型相结合的自动轮廓分割算法.采用了分水岭变换的结果作为主动轮廓模型算法的初始曲线.在分水岭变换中,通过引入标记函数和强制最小值技术解决了传统分水岭变换可能导致的过分割问题;同时,在保证分割质量的基础上,通过降采样的方法来提高分割速度.算法对678例临床舌像进行了分割,正确分割率为96.9%.     

基于实例分割和自适应透视变换算法的多车道线检测

为了解决传统的车道线检测算法对光照变化、阴影遮挡等环境干扰较为敏感而导致鲁棒性不足的问题,提出了一种基于实例分割和自适应透视变换算法的多车道线检测方法.该算法首先通过设计的多分支实例分割网络实现多车道线分割,该多分支实例分割网络包括车道线语义分割分支和车道线Id分支;再应用自适应透视变换模型获得鸟瞰图视角下的实例分割后的车道线像素点集合;最后利用最小二乘法二阶多项式完成车道线像素点的拟合.基于Culane车道线数据集进行训练及验证,验证表明,每帧图片检测用时约28 ms,车道线检测准确率达91.4%.将车道线检测模型集成到实车ROS平台进行测试,测试表明,所提算法能够实现各类复杂交通场景下的多车道线实时检测.     

基于融合算法优化的卷积神经网络预测方法

由于不同气象条件会影响太阳辐照度的有效利用,这制约了太阳能的应用和发展.为了基于不同站点不同采样时刻的气象属性预测中尺度站的太阳能辐照度,依据传统卷积神经网络的框架,建立了一种新型的卷积神经网络结构幵用于太阳能辐照度预测.为了缓解新型网络由超参数选取不当导致预测性能差的问题,利用融合算法对新型网络的超参数进行优化.为了提高融合优化算法的全局搜索能力,引入帐篷映射对粒子的初始位置和初始速度进行混沌初始化.首先,导入训练集更新新型卷积神经网络框架,训练结束后导入验证集检验当前模型参数下新型卷积框架的性能.其次,混沌融合算法依据新型卷积神经框架在验证集上的预测性能更新模型的超参数.对更新模型的超参数多次检验,直至最优的预测模型在验证集上的性能趋于收敛.最后,辒出模型的最优超参数,建立太阳能辐照度预测模型.基于气象实测数据建立太阳能辐照度预测实验,引入其他两种预测方法进行对比仿真研究,幵尽可能复现了Eustaquio and Titericz团队的预测方法(GBRT)作为太阳能辐照度预测性能的评估基准.实验数据表明:混沌融合算法可以有效地提高新型卷积神经网络的预测性能,所提出预测方法的全年太阳能辐照度的均方误差较GBRT降低25.9%,绝对平均误差较GBRT降低了10.7%;全年太阳能辐照度平均误差率降低了18.4%,误差率小于0.1的样本量增加了21.1%.