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.     

改进型VGG算法对小样本路面破损的分类识别

为解决小样本沥青路面破损图片在分类识别中存在的识别精度差的问题,选择常见的5种路面破损类型,提出了一种基于VGG的浅层深度卷积神经网络模型的路面破损图像分类方法. 首先,将采集到的图像集进行预处理并自制成数据集. 其次,设置三种不同的批处理量尺寸和两种不同的网络层数作训练,选择最适合该网络模型的尺寸,得到浅层VGG模型. 将处理后的路面图片直接作为模型的输入,作模型的训练、验证及测试. 最后,将模型试验结果与支持向量机及目前主流的深度卷积神经网络模型的试验结果进行对比. 结果表明：浅层VGG模型在训练集、验证集及测试集的分类准确率接近,对路面破损图像的分类识别准确率都达到98%以上,表现出模型良好的识别能力;与支持向量机及目前主流的网络模型试验结果相比,浅层VGG网络模型训练耗时少且泛化能力更强,模型提取到的特征更丰富,可获得更加全局的信息. 可见,浅层VGG模型在对小规模图像的分类识别中具有显著优势,同时相比其他方法更具鲁棒性,结果更精确.     

基于FisherVector的图像精细分类方法

该发明提出一种基于Fisher Vector的图像精细分类方法,用以解决现有图像精细分类方法中存在分类准确率低的技术问题,包括如下步骤:读取图像库数据,得到包含各个类别的训练图像集和测试图像集;提取训练图像集和测试图像集中每幅图像的RGB特征;求取关于训练图像集RGB特征描述的混合高斯参数;求取匹配图像块集的Fisher Vector特征矢量;求取训练图像集的最终特征描述和测试图像集的最终特征描述;利用SVM对训练图像集的最终特征描述进行训练,得到分类模型;利用分类模型对测试图像集的最终特征描述进行分类。该发明具有分类准确率较高的优点,可应用于互联网通信、交通和公共安全领域。     

基于卷积神经网络的固定群体中目标人物分类

卷积神经网络作为深度学习的重要分支,在图像识别、图像分类等方面有广泛的应用,其中快速特征嵌入卷积神经网络框架(convolutional architecture for fast feature embedding,Caffe)是目前炙手可热的深度学习工具.针对固定群体中的目标人物,提出一种基于卷积神经网络的分类方法,该方法不依赖于人脸图像集,而是通过摄像头采集视频,并利用直方图的归一化互相关方法从视频中截取训练图片,再通过Caffe产生训练模型,并将个体目标图片在模型中进行匹配,达到在固定人物群体中对个体目标进行分类的目的.实验结果表明,利用前期的训练模型可对固定群体中的个体目标进行准确匹配.     

基于深度学习与狮群SVM算法的遥感场景分类

针对高分辨遥感图像样本量小,以及传统优化支持向量机(SVM)算法易陷入局部最优解、寻优速度慢等问题,提出一种基于深度迁移学习与狮群优化SVM(LSO-SVM)算法对遥感图像场景进行分类.首先,通过自适应对比度增强图像后利用颜色聚合向量提取图像颜色特征;其次,利用3种预训练网络分别提取图像的迁移学习深度特征;最后,将手工提取的图像特征与用3种预训练网络获取的特征使用系列特征融合方法进行融合,并将其输入LSO-SVM进行图像场景分类.结果表明,该算法解决了小样本情况下深度学习较难训练及传统优化SVM算法易陷入局部最优解、寻优速度慢的问题.在80%的训练条件下,数据集UCM Land-Use和RSSCN7的分类精度分别达到99.52%和98.57%.     

基于支持向量机语义分类的两种图像检索方法

为了更好的解决基于内容的图像检索问题,提出了2种基于语义的图像检索方法.第1种是基于支持向量机(SVM)语义分类的图像检索方法.该方法首先提取训练图像库的底层特征信息,然后利用SVM对所提取的特征进行训练,构造多分类器.在此基础上,利用分类器对测试图像自动分类,得到图像属于各个类别的概率,实现图像检索.第2种是利用图像自动标注方法进行检索.在基于语义的图像自动标注中,先对训练集进行人工标注,对测试图像利用SVM分类器进行分类,并找到与该图像最相似的N张构成图像集,对该图像集的标注进行统计,找到关键词,从而提供概念化的图像标注以用于检索.通过在标准图像检索库和自建图像库上的实验结果表明,以上2种基于语义的图像检索方法是高效的.     

基于经典卷积神经网络的智能煤矸识别

为了准确快速地识别原煤中的煤和矸石,基于机器视觉的方式,采取经典卷积神经网络模型对煤和矸石图像进行识别分类;利用在以实验室环境下采集的小批量煤和矸石图像数据,运用数据增强技术扩充数据集,在深度学习框架中搭建各种经典卷积神经网络模型,对采集的数据集进行训练、验证和测试,获得各经典网络的训练准确率和损失函数曲线,并结合训练...     

结合LBP和SVM的视频表情识别方法

为了提高视频表情实时分类的识别率和实时性,提出LBP特征结合SVM进行决策表情分类的方法。首先获取视频流中的图像并进行预处理,然后使用LBP算子检测人脸,通过多级级联回归树模型对人脸68个关键点进行训练,分别记录表情特征,最后利用SVM训练表情识别模型并预测表情。实验采用Helen dataset作为训练集,CK+数据库作为测试集,平均识别率达到了86.2%,实时性也达到了平均20帧/s。实验结果表明,该方法性能优越,提高了算法的识别率和鲁棒性,同时保证了算法的实时性。     

融于图像多特征的路面裂缝智能化识别

路面裂缝形状不规则复杂程度高。传统路面裂缝识别技术需要对路面图像进行复杂预处理工作进行识别,不能自动化对路面裂缝图像进行分类。为提高对路面裂缝识别精度和效率,本文将基于深度学习方法提出一种自动识别路面裂缝并能减少图像预处理工作量的方法。首先,将原始图像切割为小样本图像,根据图像多特征进行分类,各选取相同类型样本2000张图像构建数据集;其次,利用双线性内插法对裁剪后图像进行上采样,凸显图像特征便于神经网络学习;最后,使用深度学习神经网络对训练样本进行特征提取训练模型。实验结果表明：ResNet101模型评估指标均优于其他深度学习模型和机器学习模型,模型测试精度达0.898,kappa系数为0.815。     

一种基于RS和SVM的目标对象的性能分类方法

提出了一种基于粗糙集(RS)和支持向量机(SVM)的目标对象的性能分类方法,该方法将RS和SVM结合在一起对性能进行分类．在分类之前,首先利用RS对属性进行约简,将约简后的属性作为输入端输入到SVM中进行训练,再用训练好的SVM对测试集进行测试．测试结果表明,该方法分类的精度比较高,速度比较快．     

拆分降尺度卷积神经网络入侵检测方法

针对卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)模型待训参数量过大、多层网络导致特征和梯度消失等问题,提出一种基于拆分层和Inception-ResNet的卷积神经网络模型用于入侵检测。首先将网络流量数据转化为具有空间相关性的图像以适用于卷积神经网络的输入;然后使用Inception-ResNet卷积层增加网络深度,减少模型训练参数数量以及消除梯度消失问题,拆分层在降低图像尺度时基本保持图像原有分类特征;最后采用NSL-KDD数据集对改进模型进行训练和测试。测试结果表明：改进模型相对于Inception-ResNet模型具有更高的检测准确率和少数类样本召回率以及更好的训练时间性能。     

基于PCANet和SVM的病变眼底图像检测算法

针对眼底图像训练数据集少的问题,该文采用了无监督的主成分分析网络(principal components analysis networks, PCANet)和有监督的支持向量机(support vector mochine, SVM)相结合的算法,通过对彩色眼底图像视网膜渗出物特征的提取,检测出含渗出的糖尿病性视网膜病变眼底图像和正常眼底图像.在对眼底图像进行渗出物特征提取之前,为了减少对渗出物特征提取的干扰,首先对眼底图像进行图像预处理,包括去除冗余背景、通道分离、直方图均衡化、血管去除和视盘去除.无监督的PCANet不需要进行标签训练,与SVM结合,既节约了训练时间,又在训练数据集较小的情况下实现眼底图像的准确分类.实验结果表明：PCANet和SVM相结合的模型在准确性、灵敏度和特异值3个方面与相关方法比较都具有一定的提升.     

基于双层卷积神经网络的步态识别算法

提出运用双层卷积神经网络模型实现基于足底压力图像的步态识别方法.首先,对足底压力数据采集系统采集的图像作相应预处理;然后,用双层卷积神经网络模型学习得到足底压力图像的单层和双层卷积特征;最后,将卷积特征训练分类器得到分类结果.实验结果验证了该算法的有效性.     

基于ResNet模型的甲状腺SPECT影像诊断

为了降低医生利用SPECT影像对甲状腺疾病进行临床诊断时的误诊率,提高深度学习算法在核医学影像辅助诊断中识别交叉影像特征的准确率,提出了基于ResNet模型的甲状腺SPECT影像诊断方法。利用深度卷积生成对抗网络(DCGAN)和高分辨率生成对抗网络(SRGAN)生成影像并提高分辨率,弥补训练数据的不足。同时,将残差块输出信息加上具有交叉特征影像信息的x_i,在保留已学习影像特征的基础上增加对交叉特征的学习,改进了模型。对于交叉影像特征,使用交叉训练集对经过单一特征影像训练完成的改进ResNet神经网络模型进行再训练。实验结果表明,经过100轮迭代,交叉训练集训练的改进ResNet神经网络模型验证精度高达0.963 3,验证损失降到0.118 7,并趋于稳定;识别结果,召回率、精确率、特异度和F_1分数都在93.8%以上。经过改进的神经网络模型和新的训练方法对甲状腺SPECT影像表现出的典型症状识别率较高,优于其他基于卷积神经网络(CNN)的方法,对临床影像诊断具有参考价值。     

基于CWT-CNN的滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承传统故障诊断方法训练收敛速度慢、识别准确率不高、抗噪性能差等问题,提出CWT-CNN的轴承故障诊断模型。通过对滚动轴承振动数据经连续小波变换生成的时频图进行三次垂直方向随机裁剪的方法扩充数据集,之后将其导入到搭建的加入了批量归一化和随机失活的卷积神经网络中进行模型训练,再由训练好的模型实现轴承故障分类。为了测试模型性能,使用凯斯西储大学轴承数据集进行检测,经过实验结果表明：基于提出的方法构建的数据集相比于常规方法,在搭建的卷积神经网络训练中收敛速度更快,训练出的模型性能也更加稳定,最终最高测试准确率为99.75%,常规方法构建的数据集准确率为99.67%,证明了构建数据集方法的可行性;在原始数据中加入信噪比为6dB高斯白噪声后,通过常规方法构建的数据集测试的最高准确率仍达到了98.67%,展现了基于CWT-CNN的轴承故障诊断模型较强的抗噪能力,证明了所提方法的有效性和可行性。     

基于双重数据增强策略的音频分类方法

卷积神经网络模型作为音频特征提取器具有较好的应用效果,但该类模型的训练过程对数据量要求比较高。针对这一问题,本文提出一种基于双重数据增强策略的音频分类方法。首先采用传统音频数据增强方法(旋转、调音、变调、加噪),并将增强后的数据转化为语谱图,再采用随机均值替换法进行谱图增强。在此基础上训练Inception_Resnet_V2神经网络模型作为音频特征提取器,最后训练随机森林模型作为分类器完成音频分类任务。实验结果表明,与已有方法相比,采用双重数据增强策略可明显提升音频分类精度,并且训练出的特征提取模型具有较强的泛化能力。     

基于模型微调与AM Softmax的极化SAR图像分类

针对极化SAR图像分类中卷积神经网络（CNN）方法训练时间长、收敛速度慢,原始Softmax函数无法对极化SAR图像的类内差异有效应对的问题,提出一种基于模型微调与加性边际Softmax（AM-Softmax）的极化SAR图像分类方法。该方法通过预训练网络的整体微调,来改进CNN模型的效率和分类准确率,然后以AM-Softmax替代Softmax,以解决SAR图像中类内变化较大的问题,进一步提升分类精度。实验表明该方法具有快收敛的优势并且能够较好解决极化SAR图像类内差异较大的问题,模型的分类总体精度达到96%以上。     

基于改进的LBG算法的SVM学习策略

针对SVM方法在大样本情况下学习和分类速度慢的问题,提出了利用LBG算法对训练样本进行预处理,然后再使用传统的SVM算法进行训练的策略,并提出了一种改进的LBG算法．通过对仿真数据以及对实际的纹理图像的分类实验表明,这种预处理方法能在保持学习精度的同时减小训练样本以及决策函数中支持向量集的规模,从而提高学习和分类的速度．     

基于生成对抗网络的宫颈细胞图像数据增强

为了在数据集过小时更好的训练卷积神经网络,本文提出一种方法通过训练GAN(生成对抗网络)生成新的样本进行图像数据增强。扩充后的数据集应用于训练图像分类模型,得到了不错的效果。针对Herlev宫颈细胞数据集的二分类问题,本文首先使用原始训练集训练GAN,生成了大量高质量的高分辨率细胞图像,将每类训练集扩充到24 000例。然后使用扩充后的训练集进行分类网络训练,在Resnet迁移学习的验证集准确率高达97%,高于仿射变换扩充的数据集的训练结果93%,可见本文方法可以有效地实现图像的数据增强。本文方法也可用于其他领域的图像数据增强。