基于卷积神经网络的岩石图像分类

在显微镜下分析岩石薄片并对其进行分类时,人工鉴定效率较低且易受主观因素影响,为此提出了一种基于卷积神经网络深度学习的岩石粒度自动分类方法。该方法通过卷积网络模型实现图像特征自动提取,并同时建立模式分类器,实现基于薄片图像的粒度自动识别。采用鄂尔多斯盆地的4 800样品对卷积网络模型进行训练,通过1 200个样品对模型测试,测试集分类结果的准确度达到98.5%。理论分析与数据验证说明,通过深度学习所建立的卷积网络模型能够基于岩石薄片图像获得高效、准确、可靠的自动分类结果。     

基于HOG-CSLBP与深度学习的跨年龄人脸识别算法

针对人脸识别中识别精度低的问题,提出一种基于深度学习的跨年龄人脸识别算法.该方法创新性地将方向梯度直方图(Histogram of Oriented Gradient,HOG)和中心对称局部二值模式(Center Symmetric Local Binary Pattern,CSLBPS)组合方法用于人脸图像特征提取,获得包含结构和强度信息的图像融合特征,然后使用二叉树对特征信息进行降维,降维特征作为深度信念网络的可视层输入量,弥补深度新信念网络无法达到图像局部特征要求的缺陷.通过训练好的深度网络模型对测试样本进行学习,在深度信念网络的最顶层对特征进行分类识别.实验结果表明,该方法能高精度实现人脸识别,且与其他方法比较,该方法性能优于其他方法,说明该方法具有可行性和有效性.     

基于深度学习与数据增强技术的小样本岩石分类

在油气勘探中,利用深度学习技术对岩石进行识别与分类能极大提高工作效率。岩石采样并制作样本图像费时费力,因此岩石样本通常较少。有鉴于此,基于深度学习技术设计一个新的神经网络模型MyNet,该模型能对小样本进行学习并完成岩石样本的分类。使用数据增强技术通过Python编程将314张岩石样本扩充成28 272张图像,为了充分利用现有数据,取其中的27 384张作为训练集,剩余888张作为测试集。将数据分别导入MyNet、ResNet50、Vgg16进行训练和测试。实验结果表明,加载、不加载预训练参数的ResNet50、Vgg16的岩石分类结果因受有无迁移学习影响会有所不同;MyNet的总体分类准确率为75.6%,均优于有无迁移学习的ResNet50、Vgg16,且MyNet、ResNet50、Vgg16所需训练的参数量分别为919 278、25 503 912、138 357 544,显然,MyNet模型的复杂度与训练代价明显低于其他对比模型,但性能最优,说明新模型应用于小样本的岩石分类可行有效且经济安全,更容易推广应用。     

基于深度信念网络的天体光谱自动分类研究

把深度信念网络应用于天体光谱的分类.首先,使用小波变换对光谱数据进行降噪预处理,其次,采用PCA对光谱数据进行特征值提取降维,然后建立深度信念网络模型并构造分类器,最后使用该分类器对美国斯隆巡天项目的天体光谱数据进行激变变星的分类研究,并与受限波尔兹曼机网络进行了对比研究.由于深度信念网络对数据有深层次的学习能力,采用深度信念网络对天体光谱进行分类有一定优势.实验结果证明了分类方法的有效性.     

一种基于集成学习的DBN模型分类方法

雷达信号分类是雷达信号电子侦察的关键技术之一,针对利用深度学习模型进行雷达信号分类时其性能不稳定的缺点,提出了一种基于集成学习的深度信念网络模型进行分类的方法.通过深度信念网络模型不同层间的特征抽取,通过不同的分类器得到不同的分类结果,再将分类结果进行集成,得到最终的输出.待分类的雷达信号由12部雷达产生,包括常规、参差、频率捷变和抖动四种雷达.仿真结果表明,该模型的分类错误率较低,鲁棒性较好.     

基于色彩空间和深度残差网络ResNet-50的复杂岩性油气藏岩石样本智能分类及识别

岩石样本的分类识别是油气和矿产资源勘探中的重要环节。目前,仍然以人工识别的实验方法作为主要方法,普遍存在主观性强、周期长、成本高等典型问题。机器学习的分类算法在图像分类领域已经得到广泛应用,然而由于岩石样本图像具有明显的差异性特征,甚至同类岩石样本图像也具有一定的色差,直接应用现成智能算法进行分类,验证集的准确度仅为85%左右。所以,基于色彩空间下岩石样本图像的颜色特征曲线,提出了一种基于颜色类别和深度残差网络ResNet-50的智能分类及识别方法。首先,以7种不同岩性的岩石图像为样本,提取样本的RGB颜色特征,应用无监督K-means聚类算法,按颜色分为3个大类,再通过有监督精细K-近邻(K-nearest neighbor, KNN)算法对颜色类别进行验证,平均分类精度为99%。然后,对于不同颜色类别下的岩石样本,利用深度残差网络ResNet-50进行分类识别。结果表明,不同颜色类别的岩石样本平均训练精度为93.15%,验证精度为88.21%,可以作为岩石样本分类的有效方法。     

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。     

基于深度卷积神经网络的自动垃圾分类

垃圾分类已经成为当前社会生活的新风尚.本论述针对当前垃圾分类工作环境差和容易分类出错的问题,研究基于深度学习的垃圾自动分类方法,并设计基于深度残差卷积神经网络ResNet50的垃圾识别方法.为避免垃圾图像数据集中训练数据量的不足,采用对使用ImageNet训练好的ResNet50模型进行迁移微调的方法来优化网络参数.在...     

基于深度信念卷积神经网络的图像识别与分类

针对基于卷积神经网络的图像识别采用随机初始化网络权值的方法易收敛到局部最优值的问题,该文提出了一种结合无监督和有监督学习的网络权值预训练算法。融合零成分分析白化与深度信念网络预学习得到的特征,对卷积神经网络权值进行初始化;通过卷积、池化等操作,对训练样本进行特征提取并使用全连接网络对特征进行分类;计算分类损失函数并优化网络参数。在公开图像数据库中进行了大量实验,与公开最佳算法比较,该算法在MNIST中的识别错误率降低了0.1%,在Caltech101中的分类准确率提升了0.56%,验证了该算法优于现有算法。     

基于改进深度信念网络的校园烟雾检测

近年来,人工智能技术和计算机视觉技术迅速发展。基于卷积神经网络(CNN)的深度学习在图像分类、目标检测、人脸识别、语义分割等计算机视觉领域取得了成功的应用。与传统的计算机视觉方法相比,深度学习算法避免了人工的复杂度,可以从大量的图像数据集中学习复杂的表示。提出了一种新的基于深度信念网络的烟雾检测方法。首先采用背景差分检测法提取高运动区域。在第二阶段,从RGB及亮度中提取烟雾像素。从不同的前景区域提取了改进型的局部二值模式,不仅获得烟雾的纹理特征,而且利用色调饱和值颜色空间计算了烟雾的强度和颜色。最后,采用改进深度信念网络进行分类。实验表明提出的方法具有较高的准确性和较好的鲁棒性。     

基于图像处理与神经网络的岩石组构识别

针对岩石薄片组构鉴定的复杂性问题,基于岩石薄片数字图像的数值分析,提出一个自动进行岩石组构识别分类的系统方法:使用图像处理技术对岩石薄片的灰度数字图像进行特征提取,将其作为神经网络的输入,网络输出是图像对应的岩石组构类别;使用来自鄂尔多斯盆地苏里格地区的100幅岩石薄片图像进行实验,神经网络的训练集、验证集和测试集随机分为70、15和15幅图像,测试结果表明自动识别岩石组构的正确率达93.3％.该方法对于地学问题具有较好的综合判别能力,可以快速和准确地进行岩石组构识别.     

基于深度学习网络的电气设备图像分类

为了对变电站中智能巡检系统采集到的海量图片进行快速分析和识别,提出一种深度学习和支持向量机(support vector machine, SVM)相结合的图像分类模型。首先,运用旋转、翻折等方法对采集到的原始数据进行扩充。然后,合并扩展图像集,并在相同类型的条件下将其随机划分为训练集和测试集。基于实际图像改进卷积神经网络(convolutional neural network, CNN),并提取训练集的图像特征。最后,通过使用训练集图片的深度特征来训练SVM分类器,并且在测试集图片上实现分类测试。利用巡检机器人采集到的8 000张图片对模型精度进行实验验证,结果表明,该模型具有较强的分类性能。     

深度信念网在油井功图识别中的应用

针对油井功图识别中存在的一些问题,提出了一种基于深度信念网的油井功图识别方法。首先通过实验对比的结果确定网络结构,然后使用无监督学习的手段初始化网络权值,最后用有监督的误差反向传播算法微调整个网络,从而实现功图图像到油井工况之间的映射关系。实验结果表明:深度信念网能够自动学习功图特征,提高识别效率;与传统分类模型相比,使用深度信念网进行油井功图识别的过程更简便,更能够达到理想的效果。     

基于深度学习的监控视频树叶遮挡检测

结合稀疏自编码器的自动提取数据特征能力和深度置信网络较好的分类性能,提出一种基于深度学习的监控视频树叶遮挡检测方法。首先从视频中随机选取一帧图像,通过栈式稀疏自编码器主动学习视频图像的特征信息,然后采用深度置信网络建立分类检测模型,最后引入学习速率自适应调整策略对整个神经网络进行微调。该方法不需要对视频连续取帧,具有较好的图像特征主动学习能力,克服了人工提取特征能力有限的缺陷。实验结果表明,在样本量充足的条件下,使用本文方法进行监控视频树叶遮挡检测可以达到88.97%的准确率。     

基于视觉注意力和深度随机配置网络的高速公路团雾认知

团雾生成区域的气象环境较为复杂,对团雾的检测效率和精度有较大影响。针对这一问题,探索了一种基于视觉注意力和深度随机配置网络的高速公路团雾系统模型。首先,采用图像通道转换和高斯模糊滤波对输入图像预处理,构建归一化高质量的高速路面样本图像集合。其次,基于视觉注意力机制的构建团雾图像深度特征空间,以多层次差异化表征团雾气象特征信息。最后,基于深度随机网络构造团雾等级分类器,以获取快速高准确率分类模型。为验证方法的有效性,使用行车记录仪高速行驶图像样本构建训练及测试样本空间,并将此方法与其他模型方法进行对比实验。实验结果表明,此方法在模型认知精度和计算速度综合评价方面具有较大优势,能够有效适用于高速行驶过程的团雾气象预测预警。     

基于深度信念网络的SDN的DDoS攻击检测模型

DDoS(分布式拒绝服务攻击)主要通过发送大量的数据与请求,导致目标主机被耗尽资源,从而使目标网络瘫痪.SDN环境下感染僵尸网络是一种常见的DDos攻击方式.深度信念网络既可以作为概率生成模型也可以作为判别模型,在实际领域有较多应用,如特征提取与分类识别.笔者提出基于深度信念网络的DDoS攻击检测方法,具有比传统机器学习方法检测精度更高的优势.     

基于深度卷积神经网络融合模型的路面裂缝识别方法

现有的路面裂缝识别方法大多仍局限于基于主动特征提取的处理技术,对路面图像来源有专一性要求,算法不具备泛化能力,现有的基于神经网络识别算法对设备有特定要求,且路面裂缝的定位准确性不高。为此,提出基于深度卷积神经网络融合模型的路面裂缝识别方法。首先,应用多目标SSD卷积神经网络模型对路面裂缝进行分类检测,然后使用深度残差网络对SSD模型的特征提取结构进行改进,并根据损失函数的收敛程度对模型中的超参数进行优化,提高路面裂缝分类和定位的准确率;其次,针对裂缝分类检测模型对路面裂缝定位存在的偏差,提出基于U-Net模型的路面裂缝分割方法,并改进模型的特征提取网络,提高裂缝分割精度,实现精确的裂缝分割;最后,将裂缝分类检测模型与分割模型进行融合,加载2个模型并导入上述训练得到最优权重,根据裂缝分类网络判断路面图像有无裂缝,若存在裂缝则给出具体类别和置信度,并将这些信息和原始裂缝图像输入U-Net分割网络,根据分割结果计算线性裂缝的长度、宽度及网状裂缝的面积。试验结果表明:给出的路面裂缝识别方法对于横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝的识别精度分别为86.6%、87.2%和85.3%;该方法不仅能够给出路面裂缝的类别信息,还可以给出路面裂缝的精确定位和几何参数信息,可直接用于路面状况评价。     

基于线性判别深度信念网络的人脸表情识别

深度信念网络在人脸表情识别领域表现出很好的性能,但由于其最后一个隐层与分类层之间的初始权值矩阵通常随机生成,这样的权值矩阵不具有判别能力,从而导致经该权值矩阵映射得到的特征不能保证适合于分类任务。为了解决此问题,提出一种新的深度信念网络结构——线性判别深度信念网络,其对传统线性判别分析法进行改进,设计了一个新的类间离散度矩阵,解决了传统线性判别分析法中存在的秩限问题;使用改进的线性判别分析法初始化深度信念网络最后一个隐层和分类层之间的权值矩阵,使网络更适合于分类任务。本文提出的线性判别深度信念网络在JAFFE和Extended Cohn-Kanade人脸表情数据库上分别得到了78.26%和94.48%的识别率。     

基于深度学习的隧道裂缝识别方法

为提高隧道衬砌裂缝的识别精度和速度,提出一种基于深度学习的隧道衬砌裂缝自动识别算法。该算法使用两个深度卷积神经网络分别实现隧道衬砌图像分类和裂缝识别。首先使用图像分类网络对隧道衬砌图像进行分类,筛选出含有裂缝的图像;然后使用裂缝识别网络,结合滑动窗口扫描的方式对含有裂缝的图像进行裂缝识别,得到初步的裂缝定位结果;最后根据初步的裂缝定位结果进行图像分割,并计算出裂缝的长度值和宽度值。实验结果表明:图像分类和裂缝识别的准确率均达到98%;处理单张不包含裂缝的大尺度图像耗时0. 008 s,处理单张包含裂缝的图像耗时0. 688 s;施工缝、线缆、字迹等对裂缝识别的影响减弱。     

基于深度学习的水泥颗粒检测方法

水泥生产过程中需要实时检测水泥颗粒粒径、圆度等几何参数。针对粒度离线检测效率低、参数调整滞后的现状,基于深度学习搭建并优化了水泥颗粒图像分割网络模型。实验表明：基于深度学习的水泥颗粒图像分割网络模型对水泥颗粒图像的分割精度达98%、分割准确度达94%,与离线检测的误差在8%以内。提高了分割精度和检测效率,满足水泥生产中过程控制智能化和信息化要求。