基于Faster R-CNN及数据增广的满文文档印章检测

针对传统方法过分依赖颜色等特征,导致对古籍文档复印件检测效果不佳的问题,基于深度学习技术建立了一种新的满文文档图像印章检测方法。通过图像变换和合成技术建立满文古籍文档图像数据增广算法解决训练数据不足的问题,在所构建的增广数据集上建立Faster R-CNN深度学习模型挖掘深层图像特征,实现满文文档图像印章检测方法。对采集的真实满文文档复印件图像进行实验,印章检测精度可以达到99.6%,表明本文的方法可以有效的检测古籍文档复印件图像中的印章,对满文文档的研究有重要意义。     

基于模型压缩的安瓿瓶外观检测仿真研究

针对目标检测网络模型规模大、参数量冗余,导致安瓿瓶外观缺陷检测模型难以部署到边缘设备的问题,提出一种基于轻量化网络和模型压缩的Faster R-CNN安瓿瓶外观缺陷检测算法。以MobileNet-V2作为主干网络,利用模型剪枝策略裁剪卷积网络中冗余的通道;通过饱和截取映射将浮点型参数量化为整型;利用知识蒸馏恢复压缩后网络的检测精度。在自主构建的安瓿瓶外观缺陷数据集进行测试,模型体积减少了69.6%,平均精度为89.3%。仿真结果表明：压缩后的目标检测模型满足实际应用中安瓿瓶外观检测要求。     

基于知识蒸馏的轻量型浮游植物检测网络

当前基于卷积神经网络的目标检测框架已成为主流,使用深层的特征提取网络可以达到很好的目标检测效果,但带来的大量的参数和计算开销使这些算法难以应用到对存储空间和参数量有一定限制的嵌入式设备中.为此,该文提出将知识蒸馏方法用于目标检测网络的特征提取网络,以提升浅层特征提取网络的性能,在降低模型的计算量和规模的同时尽可能地保证模型的性能.实验结果表明,经过蒸馏的浅层网络作为特征提取网络的检测精度比没有经过教师指导的网络精度提高了11.7%.与此同时,该文构建的浮游植物目标检测数据集不仅可以评估一些最先进的目标检测算法的性能,也有利于未来浮游植物显微视觉技术的发展.     

基于改进Cascade R-CNN的织物瑕疵检测方法

制造业瑕疵检测问题是工业产品的关键环节,其中织物瑕疵检测尤为关键.针对织物图像尺寸大、局部瑕疵数量少、图像背景复杂等问题,设计了一种基于Cascade R-CNN融合尺度不变特征的织物瑕疵检测方法 .通过训练具有多个递增交并比（IoU）阈值的级联检测网络,解决了传统深度神经网络的过拟合和错配问题;针对工业生产上存在的待检测图片发生倾斜、偏转和迁移等问题,通过尺度不变特征变换（SIFT）算法对待检测织物图进行预处理,将其正确定位到模板图上对应位置后,再进行瑕疵检测;借鉴孪生学习的思路,通过扩充输入通道,同时输入并分析待检测的图像和模板,提高了瑕疵检测的精度.实验结果表明：该模型能够有效地完成瑕疵检测任务,可对7类织物瑕疵进行检测与分类,平均精度均值达87.5%.     

基于改进Faster R-CNN的手部位姿估计方法

基于视觉的手部位姿估计技术应用于诸多领域,具备着广泛的国际应用市场前景和巨大发展潜力。然而,手部自身存在检测目标过小、手指高自由度以及手部自遮挡等问题。通过对目前存在的难点分析,将手部位姿估计任务分为手部检测和手部关键点检测,提出基于改进的Faster R-CNN的手部位姿估计方法。首先提出基于改进的Faster R-CNN手部检测网络,将传统Faster R-CNN网络中的对ROI(regional of interest)的最大值池化,更改为ROI Align,并增加损失函数用于区分左右手。在此基础上增加了头网络分支用以训练输出MANO(hand model with articulated and non-rigid deformations)手部模型的姿态参数和形状参数,得到手部关键点三维坐标,最终得到手部的三维位姿估计结果。实验表明,手部检测结果中存在的自遮挡和尺度问题得到了解决,并且检测结果的准确性有所提高,本文手部检测算法准确率为85%,比传统Faster R-CNN算法提升13%。手部关键点提取算法在MSRA、ICVL、NYU三个数据集分别取得关键点坐标的均方误差值(k...     

基于Mask R-CNN的防波堤复杂护面块体检测和分割方法

针对斜坡式防波堤护面层块体个数统计效率和精确率低的问题,提出了基于Mask R-CNN深度学习网络的斜坡式防波堤扭王字块体的识别和分割方法。该方法利用Mask R-CNN深度学习网络学习实验室采集图像的特征信息,通过调整交并比(IOU)阈值得到评价指标最好的模型,并将该模型应用于现场防波堤图像护面块体的识别和分割。测试结果表明,IOU取0.5时,目标分割的平均精确率为91.83%,平均召回率为92.94%;将训练得到的网络用于识别无人机航拍现场的防波堤图像,扭王字块识别率可达90.7%,且拍摄角度和高度对识别精度影响不大。Mask R-CNN深度学习网络可实现密集、复杂护面块体的准确识别,具有良好的移植性和通用性。     

结合异常检测的X射线安检图像识别方法

针对Faster R-CNN模型对X射线安检图像中危险品检测准确率低、误检率高的问题,提出了一种前置预分类头部的X射线安检图像检测网络(pre-classification Faster R-CNN,PC-Faster R-CNN)。该模型在骨干网络之后,区域建议网络(Region Proposal Networks, RPN)之前新增一个预分类模块先对X射线安检图像进行异常检测,提高模型对正常图像的识别能力;同时引入兴趣区域对齐(RoIAlign)模块,减小兴趣区域池化层(RoIPooling)引起的量化误差,进而提升Faster R-CNN的检测性能。新模型将浅层卷积层的低级边缘特征输入到预分类模块,使其学习正常图像的高级语义特征,从而改善整个模型的识别性能。实验结果表明,与原始的Faster R-CNN相比,本文模型对危险品的检测精度提升了9.03%,误检率降低了24.03%;同时预分类头部使得模型较大地提高了检测效率,比原始的Faster R-CNN提升了44.54%。     

基于深度学习的砂岩组分显微图像识别

识别砂岩中的石英、长石和岩屑对判断沉积环境具有重要意义,但传统的人工识别方法存在主观性强、对经验依赖程度高等问题。本文利用深度学习、卷积神经网络等技术构建了一种基于Faster R-CNN目标检测算法的砂岩显微组分图像识别方法,实现了正交偏光下对薄片图像中石英、长石、岩屑三种组分的智能识别,三种组分平均识别准确率为89.28%。为了验证模型的可靠性,实验对比了不同算法和特征提取网络,结果表明：Faster R-CNN目标检测算法的识别效果优于YOLO V3、YOLO V4、YOLO V5s,ResNet50特征提取网络的表现效果优于VGG16。采用ResNet50特征提取网络的Faster R-CNN目标检测模型优势显著,它可以更好满足岩石薄片的识别要求,为传统的人工方法提供智能化技术方案。     

基于区域建议网络的肺结节检测及其去假阳性

如今,基于深度学习的肺结节检测技术不断发展,在辅助医生进行肺结节检查的任务中极大提升了肺结节的检出率和诊断的准确率。本文采用了深度学习技术,提出了一种基于RPN网络结构的肺结节检测方法。针对肺结节的去假阳性阶段,本文将多个分类网络进行了性能对比。本文在Faster R-CNN网络上进行改进,使用Squeeze-and-Excitation（SE）结构以及ResNeXt的残差块构成特征提取模块,再结合UNet++网络结构,输出多个尺度的结果。最后将多尺度结果应用在3D RPN候选检测网络和R-CNN网络上,得到了灵敏度较高,假阳率更低的候选结节检测网络。在去假阳性结节网络阶段,本文用3D DCNN网络对候选肺结节进行假阳性的筛除,有效去除了部分假阳性肺结节,提升了多个FP/scan检查点的灵敏度。本文的网络最终得出灵敏度98.8%@8FPs,Competition Performance Metric（CPM）达到0.879。在去假阳性结节方面,本文验证了3D DCNN网络在几个网络中能够取得最好的效果,达到了15.6%的去假阳率。总的来说,本文的候选结节网络进一步提升了检测的灵敏度,网络模型达到了较好的检测效果。在去假阳性网络方面,得出3D DCNN作为去假阳性网络具有比其它一些网络模型更好的效果。