基于多任务学习及Faster R-CNN的SAR目标图像识别分类

针对合成孔径雷达(SAR)目标图像识别分类中分类特征利用率低、精度差及图像特征提取时运算复杂、效率差的问题,利用非下采样剪切波变换(NSST)方向敏感性和平移不变性提取SAR目标图像的光谱纹理特征,构建基于Faster R-CNN(region-based convolutional neural network)的可同时完成目标图像识别、鉴别及分类的多任务网络模型。实验结果表明,该方法在有限的SAR图像数据支持下仍有较好的识别率,且算法优于传统的神经网络(NN)、支持向量机(SVM)及基于稀疏表示(Sc SPM)等分类方法。在MSTAR公开数据库上,平均识别率达到98.13%。     

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ME-ANet模型的糖尿病视网膜病变分级

糖尿病视网膜病变(Diabetic Retinopathy，DR)是一种致盲率很高的眼科疾病。不同病变等级的视网膜图像之间差异小且病灶点分布无规律。针对现有深度模型对DR中的相似病灶点识别率低，严重影响模型分类精度的问题，本研究以深度学习为基础，构建新的模型架构进行训练，提出一种集成MobileNetV2和EfficientNetB0深度模型的注意力网络：ME-ANet。模型集成分为头部和主干两部分，将深度模型的浅层部分融合构成网络的头部，训练时采用迁移学习的策略对网络模型参数进行初始化，减少训练中的过拟合问题。主干部分利用上述两种模型的核心结构，设计3个阶段集成模块进行特征提取。同时设计全局注意力机制(Global Attention Mechanism，GAM)并分别嵌入到3个阶段的集成模块中。模型的改进加速了网络的收敛速度，该网络模型实现了对图像浅层信息的特征融合提取，减少了微病灶特征信息在训练过程中的卷积丢失问题，模型的分类精度进一步得到改善。通过模型集成构建特征提取主干网络，提高了模型对低级特征信息的学习，注意力机制抑制非病变特征信息，强化典型病灶特征学习，从而实现细粒度分类，进一步提升了模型的分类性能。     

基于注意力机制的双分支肺炎图像分类网络

目前许多肺炎图像分类网络大多采用单分支网络对输入图像进行特征提取,这在一定程度上忽略了图像不同维度的特征信息。为了优化这种问题,提出一种融入注意力机制的双分支肺炎图像分类网络,利用VGG16网络和加入可分离卷积以及融入卷积注意力模块(convolution block attention module, CBAM)的CNN卷积神经网络进行双分支特征提取,能够关注到肺炎图像不同层次的特征信息,将2种网络分支的特征进行不同维度的融合,最后输入全连接层进行分类判决。结果表明,该网络在正常肺部、病毒性肺炎、新型冠状病毒肺炎(COVID-19)X-ray图像组成的测试集上取得了95%的平均准确率。经过消融试验证明,该网络加入的可分离卷积模块、注意力模块和特征融合对减少网络参数、提高网络分类的准确率起到明显作用。与其他网络的性能对比也表明该网络在肺炎图像分类上表现出较高的准确率和较强的鲁棒性。     

基于多尺寸特征叠加的SAR舰船目标检测方法

针对SAR图像中舰船目标的检测问题,单纯基于深度学习的图像处理技术难以达到检测准确性和实时性要求.SAR图像中目标尺寸较小,且易受噪声、光斑干扰,传统方法难以提取精细特征并克服复杂条件下的背景干扰.针对以上问题,设计基于YOLOv3检测框架的端到端检测模型,借鉴了残差模块结构来避免网络退化问题.同时结合深层与浅层的不同尺寸特征图检测,使用目标基础特征提取网络参数来避免重复训练初始化过程.针对SAR图像中海上舰船成像小目标的特点改进优化了神经网络结构,实现SAR海面广域舰船目标识别分类算法,并对检测模型进行轻量化压缩处理.构建SAR图像舰船目标数据集并进行了多次目标检测识别分类实验,体现了提出的检测方法在复杂场景下有可靠的抗干扰能力和准确的目标检测识别性能.     

互编码器辅助视频的多模态场景分类

为了解决多模态场景分类准确率不高的问题,文中提出一种由互编码器辅助视频的多模态场景分类方法。音频部分首先对输入音频数据进行特征提取并且使用自注意力机制取得关注信息,图像部分首先对视频进行分帧图片提取,然后通过ResNet50网络进行特征提取,随后提取到的双模态信息进入互编码器,互编码器通过提取各个模态隐层特征进行特征融合,融合后的新特征结合attention机制辅助视频特征。在该模型中,互编码器为融合特征的辅助系统。实验基于DCASE2021 Challenge Task 1B数据集进行验证,结果表明互编码器能够提升分类准确率。     

基于注意力机制的细粒度图像分类

针对细粒度图像分类中数据分布具有小型、非均匀和不易察觉类间差异的特征,提出一种基于注意力机制的细粒度图像分类模型.首先通过引入双路通道注意力与残差网络融合对图像进行初步特征提取,然后应用多头自注意力机制,达到提取深度特征数据之间细粒度关系的目的,再结合交叉熵损失和中心损失设计损失函数度量模型的训练.实验结果表明,该模型在两个标准数据集102 Category Flower和CUB200-2011上的测试准确率分别达94.42%和89.43%,与其他主流分类模型相比分类效果更好.     

改进YOLOv4的复杂交通场景目标检测方法

针对复杂交通场景下密集小目标居多、目标尺寸差异大、目标间遮挡严重的问题,提出了一种基于YOLOv4框架的复杂交通场景下的目标检测算法。首先,构造多尺度特征融合提取模块作为主干网络特征提取模块,充分提取不同尺度目标特征信息,同时引入轻量化Ghost模块对主干网络特征进行维度调整;其次,将卷积模块与自注意力机制融合,构造倒残差自注意力模块应用到主干网络深层,深层网络在充分提取局部特征信息基础上获得了全局感知;然后,构造轻量级混合注意力模块,抑制背景噪声,增强密集小目标检测能力;最后,在Udacity数据集上进行实验,检测精度达到了84.41%,相比较YOLOv4, mAP(mean average precision)提高了3.07%,对1 920×1 200分辨率图像的检测FPS(frames per second)可达到49,提高了22.5%,精度提升的前提下实现了较好的实时性,更适用于复杂交通场景下的目标检测任务。     

一种用于航拍图像的目标检测算法

提出了一种用于航拍图像的目标检测算法DSB-YOLO(depthwise separable convolutional backbone and YOLO)。在YOLOv5s的基础上,首先从主干网提取特征图感受野的角度出发,通过改变卷积核的间隔采样,降低特征图的感受野以便更好地提取小目标的信息;其次,改进了网络Neck部分的特征金字塔模型(feature pyramid network, FPN)和路径聚合网络(path aggregation network, PAN)的特征融合路径,从而使网络浅层采样的特征图中大量位置信息能够与网络深层提取的特征图较好地结合在一起,有效地提高了小目标的准确检出率;接着将C3Transformer模块加入到主干网络中,用来整合全图信息;然后,对网络进行了轻量化处理,把网络主干的部分卷积改为深度可分离卷积并集成了SE注意力机制,其目的是聚焦并选择对目标检测任务有用的信息,从而提升了模型的检测效率。利用VisDrone数据集进行的对比实验结果表明,在输入图像分辨率为1 280×1 280像素时,本文提出的DSB-YOLO算法测试平均精度指标mAP50、...     

基于残差注意力机制的图像超分辨率算法研究

针对传统单幅图像超分辨率重建算法未能充分利用浅层特征信息,忽略视觉目标中的空间结构信息,难以捕捉特征通道与高频特征信息之间的依赖关系,重建图像出现伪影、边缘模糊的问题,提出一种基于残差网络和注意力机制的图像超分辨率重建算法。该模型特征提取部分结合WDSR-B(Wider Activation Super-Resolution B)残差网络增强特征信息在网络中的流通,通过坐标注意力机制对特征参数加权,引导网络更好地重建高频特征,恢复图像细节。实验结果表明,4倍图像重建下,在Set5和Set14测试集上的峰值信噪比(PSNR:Peak Signal to Noise Ratio)为31.00 dB、28.96 dB,结构相似性(SSIM:Structural Similarity)为0.893、0.854,重建后的图像在细节、轮廓方面均表现更好,优于其他主流超分辨率重建算法。     

基于多尺度特征融合的小样本遥感图像分割

针对绘制遥感图像标签成本高、在实际场景中训练样本有限情况下遥感图像检测精度低的问题,提出了一种结合多尺度特征融合与注意力机制的深度金字塔注意力网络(DPA-Net)并集成迁移学习方法进行小样本遥感图像中建筑物与道路的提取．因为有限训练样本包含的信息有限,所以首先在DeeplabV3+网络架构基础上,增加两路低层特征的来源以充分利用低级特征的空间信息,并且利用注意力机制获取丰富的上下信息并增强模型对目标通道的学习能力,降低对其他目标和噪音的响应能力,改善模型在小样本上检测效果差的问题．最后利用公开遥感图像数据集和小样本数据集进行联合训练的迁移学习方法降低训练样本过少对网络学习性能的影响．实验结果表明：本文方法的精度提高了3.69%,可节省1/2的标注成本．     

融合多尺度注意力和双向LSTM的行人重识别

将深度学习应用于行人重识别领域,嵌入多尺度注意力融合模块至神经网络中进行多尺度特征提取和表示,可有效提升注意力机制对深度学习网络的识别性能。提出了一种基于SE block的多尺度通道注意力融合模块,并结合ResNet50卷积神经网络提取特征;然后通过双向LSTM网络进一步提取特征序列上下文信息,在提高模型对图像重要特征的提取能力的同时,降低对图像冗余特征的关注度;最后使用级联难采样三元组损失函数和交叉熵损失函数共同训练网络模型,使样本能够在高维特征空间中实现聚类,进一步提升模型识别准确性。所提出算法在Market1501数据集和CUHK03数据集分别进行实验,并在同等条件下和其他注意力模块算法进行比较。为进一步验证各模块作用,对算法进行消融实验,以验证各模块的有效性,实验结果表明,所提出方法可有效应用于行人重识别     

基于神经网络的合成孔径雷图像分类研究

随着微波遥感的发展,合成孔径雷达即SAR图像的应用越来越受到人们的重视.但是,SAR图像只有单通道信息,在图像上有太多的特征与溢油相似.本试验基于SAR图像的灰度与纹理特征结合的方法,针对海洋SAR图像的特点,利用人工神经网络方法进行分类,提取出溢油的信息.试验表明,纹理是进行图像分类的重要特征量可用来进行溢油的检测.     

基于ResNet-50的级联注意力遥感图像分类

知识蒸馏能提高神经网络的泛化能力，可解决遥感图像场景分类时标注数据不足的问题。遥感图像存在的类间高相似性会导致中间知识特征丢失，针对该问题，本文提出一种基于自蒸馏级联注意力机制的特征提取方法(SDCASA)。首先构造权值共享的教师、学生网络；然后使用级联注意力模块精细化深层教师网络所提取到的特征，同时保留被浅层神经网络过滤的中间边缘信息；再利用精细化之后的特征指导学生网络学习；最后在下游训练一个线性分类器完成特征分类。在3个公开数据集AID、MLRSNet、EuroSAT上使用20%和50%的样本训练，分类准确率分别达到85.17%、90.10%、 91.13%和85.50%、92.13%、91.17%。此方法能有效提高遥感图像场景分类准确率，性能优于主流自监督图像分类方法 SimSiam、SwAV、MoCov2、Deepcluster,具有良好的应用价值。     

基于并行特征提取和改进BiGRU的网络安全态势评估

针对目前网络安全态势评估方法在特征提取、高效性等方面存在的不足，该文提出了一种基于并行特征提取和改进双向门控循环单元(BiGRU)的网络安全态势评估方法，设计了一个由并行特征提取网络(PFEN)和基于注意力机制改进的BiGRU组成的深度学习模型(PFEN-ABiGRU)。PFEN模块由并行的稀疏编码器组成，用于差异化地提取不同网络威胁的关键信息并将提取的特征与原始信息融合；ABiGRU模块通过注意力机制对关键特征进行加权以提高模型的准确性。将训练好的PFEN-ABiGRU模型用于网络威胁检测，根据威胁检测结果，结合提出的网络安全态势量化指标，计算网络安全态势值。实验结果表明，PFEN-ABiGRU在精确率和召回率上均优于对比的其他模型。     

基于YOLOv4算法在车辆检测中的应用

为解决车辆识别中由于拍摄角度和距离的不同,导致成像后的车辆尺寸较小和车辆存在不同程度的遮挡,从而产生车辆的错检和漏检等问题,在单阶段目标检测网络YOLOv4(You Only Look Once version 4)算法的基础上,提出了基于注意力机制的递归YOLOv4目标检测算法,即RC-YOLOv4(Recursive and CBAM You Only Look Once version 4)算法。为提高算法对成像后小尺寸车辆的检测能力,在YOLOv4算法加入CBAM(Convolutional Block Attention Module)模块,该模块结合了通道和空间注意力机制,能帮助网络模型更加关注检测图像中的重点信息和小目标信息。针对车辆部分遮挡的检测问题,采用递归特征金字塔(RFP:Recursive Feature Pyramid)结构加强模型对深层特征信息提取能力,RFP结构类似于选择性增强或抑制神经元激活的人类视觉感知,将主干网络提取到的特征递归融合,然后反馈给主干网络,多次特征融合增强网络对上下文语义信息的提取整合能力。提高了对遮挡车辆的检测精度。实验结果表明,在自...     

基于注意力模型的卷积循环神经网络城市声音识别

环境声音识别（Eenvironment Ssound Rrecognition ,ESR）在基于情景感知和辅助技术等领域发挥着重要作用。卷积神经网络（CNN）和循环神经网络（RNN）作为两种最具代表性的特征提取方法,在语音和音乐信号处理方面都取得显著效果,然而二者都存在一定缺点,CNN无法有效提取时间特征,RNN在提取空间特征上也存在明显劣势。为了有效的提取并利用时间特征和空间特征,提出一种新模型,利用时间分布卷积神经网络（CNN）从梅尔频谱图中提取城市环境声音特征,然后应用双向长短时记忆网络（BiLSTM）从CNN输出中获取时间信息,最后在BRNN的输出序列上实施注意力机制,从而关注到与城市环境声音最相关的特征进而做出分类判断,注意力机制既提高了分类准确性,又增强了模型的可解释性。实验结果表明,在Urbansound8K数据集中,该模型可获得80.2%的分类准确率,这优于以前在同一数据集的报告结果     

基于注意力特征融合的SqueezeNet细粒度图像分类模型

针对现有细粒度图像分类算法普遍存在的模型结构复杂、参数多、分类准确率较低等问题,提出一种注意力特征融合的SqueezeNet细粒度图像分类模型.通过对现有细粒度图像分类算法和轻量级卷积神经网络的分析,首先使用3个典型的预训练轻量级卷积神经网络,对其微调后在公开的细粒度图像数据集上进行验证,经比较后选择了模型性能最佳的SqueezeNet作为图像的特征提取器;然后将两个具有注意力机制的卷积模块嵌入至SqueezeNet网络的每个Fire模块;接着提取出改进后的SqueezeNet的中间层特征进行双线性融合形成新的注意力特征图,与网络的全局特征再融合后分类;最后通过实验对比和可视化分析,网络嵌入Convolution Block Attention Module(CBAM)模块的分类准确率在鸟类、汽车、飞机数据集上依次提高了8.96%、4.89%和5.85%,嵌入Squeeze-and-Excitation(SE)模块的分类准确率依次提高了9.81%、4.52%和2.30%,且新模型在参数量、运行效率等方面比现有算法更具优势.     

基于改进RPN的Faster-RCNN网络SAR图像车辆目标检测方法

针对传统Faster-RCNN方法中候选区域生成网络(RPN)模块在进行目标检测时对目标特征提取不够充分的问题,提出一种基于改进RPN的Faster-RCNN网络SAR图像车辆目标检测方法.首先基于VGG-16网络提取出图片的多层特征,然后利用卷积核对最深的3个特征层作进一步的特征提取和正则化处理,最后对处理后的3个特...     

基于局部多分辨特征的SAR图像自动目标识别

合成孔径雷达(SAR)图像自动目标识别是图像识别领域的一个重要方向。受视觉细胞感受野模型的启发,该文提出了一种从图像局部点出发,对图像进行多分辨分解的图像处理方法。采用一组简单的八邻域正交基对图像进行多级滤波采样处理,得到原图像的多级类Gauss差分图像尺度空间,并将其应用到MSTAR数据集中的SAR图像目标的特征提取;同时,基于多级特征的整合思想,运用基于多尺度核方法的SVM模型,对不同级别图像特征采用不同尺度的核函数分别映射,然后进行合成,实现多类目标的分类。对MSTAR数据集的实验结果表明,该方法具有很高的正确率,并且实现简单快速。此外,该方法还可方便地应用于SAR图像场景中多类、多个目标的分割与自动目标识别,并且对相干斑噪声具有较强的鲁棒性。