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基于光照感知和特征增强的可见光-热红外图像语义分割
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作者 刘锟龙 王虎 +4 位作者 刘小强 牛帅旭 黄奕 付琦 赵涛 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期219-230,共12页
在智能光电设备中,基于人工智能的可见光-热红外(Red Greed Blue-Thermal, RGB-T)图像语义分割任务可以广泛应用于自动驾驶、无人机航拍、视频监控等。图像的光照信息能在一定程度上反映场景中图像局部区域信息的可靠性,利用光照先验信... 在智能光电设备中,基于人工智能的可见光-热红外(Red Greed Blue-Thermal, RGB-T)图像语义分割任务可以广泛应用于自动驾驶、无人机航拍、视频监控等。图像的光照信息能在一定程度上反映场景中图像局部区域信息的可靠性,利用光照先验信息有助于进一步提高语义分割的性能。基于此,提出一种基于光照感知和特征增强的RGB-T图像语义分割模型,通过挖掘光照先验信息并结合注意力机制,引导网络在多模态图像特征融合过程中更加关注可靠信息的提取,同时抑制干扰信息的引入。实验在MFNet数据集上与最新的12种方法进行了比较,相比于性能第2的模型,mAcc提高了5.4%,mIoU提高了1.0%。所提网络模型能够获得更准确的分割结果,并通过定性定量实验验证所提模型及各个模块的有效性。 展开更多
关键词 可见光-热红外图像语义分割 卷积神经网络 图像先验信息 光照感知算法 特征增强和融合算法
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基于多光谱语义分割的GIS组件红外特征识别方法
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作者 王炜斌 林熠 +1 位作者 刘江 关向雨 《电气开关》 2024年第2期37-42,47,共7页
针对气体绝缘组合电器(Gas Insulated Switchgear,GIS)红外巡检中图像对比度低、易受道路等背景辐射干扰,各组件温升差异难以直接提取的不足,提出了基于多光谱语义分割和目标检测的GIS各组件红外特征智能识别算法。采用红外-可见光双光... 针对气体绝缘组合电器(Gas Insulated Switchgear,GIS)红外巡检中图像对比度低、易受道路等背景辐射干扰,各组件温升差异难以直接提取的不足,提出了基于多光谱语义分割和目标检测的GIS各组件红外特征智能识别算法。采用红外-可见光双光谱成像系统,构建了现场变电站GIS的红外和可见光多光谱数据集;基于MF-net多光谱语义分割框架,采用双分支编码器分别提取GIS外壳红外和可见光特征信息,进而在译码器上实现多光谱特征融合和GIS本体红外图像分割,从而排除了环境背景辐射对GIS组件识别和温升特性提取的影响;将分割后的GIS本体红外图像进行主母线、分支母线、互感器、断路器和隔离开关等组件标记,随后采用YOLOv4算法实现对GIS不同组件的识别。结果表明与未进行语义分割GIS红外组件识别模型相比,所提出模型可以达84.2%平均识别准确率,其中电流互感器精确度达93.68%、断路器精确度达92.68%、召回率达96.20%和F1值得分0.94,GIS组件温升识别能够去除道路等高辐射背景对测温结果干扰,对提高户外GIS设备温升红外热成像的结果可靠性和智能化具有应用价值。 展开更多
关键词 GIS YOLOv4 红外图像 可见光图像 语义分割 MFNet
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基于语义分割的红外和可见光图像融合 被引量:12
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作者 周华兵 侯积磊 +3 位作者 吴伟 张彦铎 吴云韬 马佳义 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期436-443,共8页
红外图像即使在低光照条件下,也能根据热辐射的差异将目标与背景区分开来,而可见光图像具有高空间分辨率的纹理细节,此外,红外和可见光图像都含有相应的语义信息.因此,红外与可见光图像融合,需要既保留红外图像的辐射信息,也保留可见光... 红外图像即使在低光照条件下,也能根据热辐射的差异将目标与背景区分开来,而可见光图像具有高空间分辨率的纹理细节,此外,红外和可见光图像都含有相应的语义信息.因此,红外与可见光图像融合,需要既保留红外图像的辐射信息,也保留可见光图像的纹理细节,同时,也要反映出二者的语义信息.而语义分割可以将图像转换为带有语义的掩膜,提取源图像的语义信息.提出了一种基于语义分割的红外和可见光图像融合方法,能够克服现有融合方法不能针对性地提取不同区域特有信息的缺点.使用生成式对抗神经网络,并针对源图像的不同区域设计了2种不同的损失函数,以提高融合图像的质量.首先通过语义分割得到含有红外图像目标区域语义信息的掩模,并利用掩模将红外和可见光图像分割为红外图像目标区域、红外图像背景区域、可见光图像目标区域和可见光图像背景区域;然后对目标区域和背景区域分别采用不同的损失函数得到目标区域和背景区域的融合图像;最后将2幅融合图像结合起来得到最终融合图像.实验表明,融合结果目标区域对比度更高,背景区域纹理细节更丰富,提出的方法取得了较好的融合效果. 展开更多
关键词 红外图像 可见光图像 图像融合 语义分割 掩膜
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基于深度学习和GB-RBM的UAV红外语义分割方法 被引量:1
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作者 冯向东 邬忠萍 郝宗波 《计算机工程与设计》 北大核心 2023年第8期2432-2438,共7页
为提高UAV红外图像语义分割的性能,提出基于深度学习和高斯伯努利受限玻尔兹曼机(GB-RBM)的实时语义分割模型。确认地面车辆实时特征提取中的关键问题。基于GB-RBM,提出用于编码阶段的形状先验模型。通过将SegNet中的编码器-解码器结构... 为提高UAV红外图像语义分割的性能,提出基于深度学习和高斯伯努利受限玻尔兹曼机(GB-RBM)的实时语义分割模型。确认地面车辆实时特征提取中的关键问题。基于GB-RBM,提出用于编码阶段的形状先验模型。通过将SegNet中的编码器-解码器结构与GB-RBM模块相融合,在解码器块中生成红外数据的实时映射,实现准确快速的语义分割。实验结果表明,所提方法能够很好地处理红外视频中的实时几何信息,在3个实验数据集上的平均精度约为0.98,平均处理时长约为17.86 s,性能优于其它优秀方法。 展开更多
关键词 深度学习 语义分割 受限玻尔兹曼机 红外图像 编码器-解码器 特征提取 几何信息
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基于热力图像的道路场景稠密多级语义分割方法
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作者 杨峰 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第6期125-130,共6页
语义分割能帮助自动驾驶实现精准感知。为解决彩色图像在模糊或昏暗场景下分割效果差,提出一种基于彩色图像和热力图像的多级融合语义分割网络。将语义分割任务分解为4个阶段,包括稠密多级融合特征提取、前景显著定位、目标分割任务和... 语义分割能帮助自动驾驶实现精准感知。为解决彩色图像在模糊或昏暗场景下分割效果差,提出一种基于彩色图像和热力图像的多级融合语义分割网络。将语义分割任务分解为4个阶段,包括稠密多级融合特征提取、前景显著定位、目标分割任务和边界细化。主干网络提取热红外信息,将提取后的信息作为辅助信息与彩色图像信息进行融合,对融合后的特征进行前景和背景区域的区分,并用于目标分割和边界细化。多场景实验仿真表明,本方法能够有效提升模糊和昏暗场景下的道路场景分割效果。 展开更多
关键词 道路场景 语义分割 图像 红外信息
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基于Deeplab-v3+的小目标与边缘增强热图像语义分割网络 被引量:2
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作者 任莎莎 刘琼 张晓东 《厦门大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期701-713,共13页
由于热图像存在无颜色信息,边缘模糊,细节信息较弱等问题,较难获得高质量的图像分割效果.为解决这个问题,在编码-解码(encode-decode)架构的基础上,本文增加了多级像素空间注意模块(multi-level pixel spatial attention module,MPAM)... 由于热图像存在无颜色信息,边缘模糊,细节信息较弱等问题,较难获得高质量的图像分割效果.为解决这个问题,在编码-解码(encode-decode)架构的基础上,本文增加了多级像素空间注意模块(multi-level pixel spatial attention module,MPAM)、边缘提取模块(edge extraction module,EEM)和小目标提取模块(tiny target extraction module,TTM).其中,MPAM能使网络充分保留细节的同时捕捉到语义信息,EEM和TTM分别提取具有语义信息的边缘和小目标等细节特征.为提高各类别边缘相交区域像素点和小目标物体的预测精度,设计了专门的损失函数对已获得的边缘和小目标特征进行监督训练,提高各类别边缘相交区域像素点和小目标物体的预测精度.将该方法分别应用于课题组构建的热图像数据集SCUT_SEG、公开的热图像数据集SODA和合成热红外数据集Cityscpae,实验结果表明:本文方法比FCN、PSPNet、Deeplabv3+、MCNet、EC-CNN等5种网络分割算法效果略好,性能提升约2.2个百分点. 展开更多
关键词 图像语义分割 编码-解码 注意模块 小目标特征 边缘特征
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全局特征提取的全卷积网络图像语义分割算法 被引量:9
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作者 李瀚超 蔡毅 王岭雪 《红外技术》 CSCD 北大核心 2019年第7期595-599,615,共6页
以全卷积神经网络为基础设计图像语义分割算法框架,设计全局特征提取模块提升高维语义特征的提取能力,引入带孔卷积算子保留图像细节并提升分割结果的分辨率。通过搭建端到端的图像语义分割算法框架进行训练,在可见光数据集上对算法框... 以全卷积神经网络为基础设计图像语义分割算法框架,设计全局特征提取模块提升高维语义特征的提取能力,引入带孔卷积算子保留图像细节并提升分割结果的分辨率。通过搭建端到端的图像语义分割算法框架进行训练,在可见光数据集上对算法框架进行性能评估,结果表明,本文方法在可见光图像上取得良好的语义分割性能和精度。本文还在不借助红外数据标注训练的情况下对红外图像进行分割,结果证明本文方法在典型红外目标如行人、车辆的分割中也有较好的表现。 展开更多
关键词 全卷积神经网络 图像 红外图像 带孔卷积 全局特征 语义分割
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异源特征差异化融合引导的变电站场景语义分割
8
作者 赵欣洋 尹琦云 +2 位作者 刘志远 陆洪建 王拯 《宁夏电力》 2023年第S01期85-92,共8页
变电站场景图像语义分割能够为巡检机器人提供像素级的场景理解,是变电站智能化巡检、管控的关键步骤之一,但由于设备种类众多、背景环境复杂,仅依赖单一模态图像的语义分割方法准确性受限。针对该问题,提出一种基于多尺度特征差异化融... 变电站场景图像语义分割能够为巡检机器人提供像素级的场景理解,是变电站智能化巡检、管控的关键步骤之一,但由于设备种类众多、背景环境复杂,仅依赖单一模态图像的语义分割方法准确性受限。针对该问题,提出一种基于多尺度特征差异化融合的语义分割网络,根据不同层次、不同模态特征图的特点,利用差异化的融合策略,提取红外与可见光图像在空间细节与语义信息的互补内容,从而利用融合信息引导解码过程,实现稳定的异源图像语义分割。为了验证算法的性能,利用无人机与机器人平台采集大量异源图像,手工标注并构建了数据集。实验证明本文提出的算法可以准确识别各类电力设备,对于保障电力系统安全稳定的运行具有实用价值。 展开更多
关键词 变电站场景 可见光图像 红外图像 语义分割 编解码网络
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多尺度异源图像协同的电力设备语义分割
9
作者 李庆武 方保民 +3 位作者 孟凡领 赵书楷 贺卫刚 惠远鑫 《应用科技》 CAS 2024年第5期58-65,共8页
针对红外与可见光异源图像特征不同的模态、语义与空间特性,提出一种多尺度异源图像协同的电力设备语义分割方法。首先利用双路编码网络对红外图像和可见光图像进行特征提取,并以超像素为单位对红外图像高层特征进行增强,在抑制背景噪... 针对红外与可见光异源图像特征不同的模态、语义与空间特性,提出一种多尺度异源图像协同的电力设备语义分割方法。首先利用双路编码网络对红外图像和可见光图像进行特征提取,并以超像素为单位对红外图像高层特征进行增强,在抑制背景噪声的同时,对高级特征进行进一步的融合,提取更多的互补语义信息。同时,在高级语义信息引导下,在通道维度对中低级特征进行融合增强。最后,通过多层次解码,逐步结合多尺度特征,并以多标签损失的方式,实现更精准的语义分割。通过自建电力设备语义分割数据集进行对比与消融实验,实验结果证明提出融合策略的有效性与语义分割网络的优秀性能。 展开更多
关键词 多尺度异源图像特征 特征融合 红外图像 可见光图像 电力设备 语义分割 超像素分割 多标签预测
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多分辨率低秩导向滤波的热红外图像空间融合
10
作者 苗馨远 张晔 张钧萍 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第11期2255-2269,共15页
热红外遥感图像由于其特定的成像方式,包含目标特有的发射率及温度等特征。然而,热红外遥感图像较低的空间分辨率却限制了其广泛应用。随着遥感技术的发展,同一区域获得的多源遥感图像可以提供更为完备的目标信息,使得利用多源融合技术... 热红外遥感图像由于其特定的成像方式,包含目标特有的发射率及温度等特征。然而,热红外遥感图像较低的空间分辨率却限制了其广泛应用。随着遥感技术的发展,同一区域获得的多源遥感图像可以提供更为完备的目标信息,使得利用多源融合技术实现热红外图像空间分辨率增强与亚像素级特征提取成为可能。为此,本文提出了一种基于多分辨率自适应低秩表达与残差信息迁移的热红外图像空间超分辨算法,该算法通过可见光与热红外图像融合的方式实现热红外图像空间特性的自适应融合增强。本文算法优势主要体现在以下几个方面:(1)基于多分辨率的超像素分割,使用超像素块代替传统的方块作为低秩恢复单元,自适应地调整单元内空间特性以保持单元内地物类型的稳定并抑制结构性噪声;(2)通过构建导向线性滤波器,在保护热红外图像光谱信息的前提下,实现可见光图像精细空间特征向热红外图像的迁移;(3)在低分辨层建立增强热红外图像残差与可见光图像残差之间关联并迁移至高分辨层,在保证超分辨图像细节信息的前提下,实现热红外图像空间超分辨。为了验证算法的有效性,本文采用2014年IGARSS数据融合竞赛提供的可见光与热红外实验数据进行实验,并与融合竞赛中表现最为优异的监督图特征融合方法进行比较,并从温度反演精度以及分类精度两个方面评价超分辨效果。实验结果表明,本文提出的方法其噪声抑制效果、空间平滑效果、边缘锐化效果更为优异,超分辨热红外图像有着更为精细的空间信息,并且对于不同区域类型均能较好的保护热红外图像光谱信息。对于不同地物类型,融合超分辨图像有较高的亚像素温度反演精度以及更高的分类精度,其温度反演误差小于1 K,总体分类精度较原热红外图像提升20%以上。 展开更多
关键词 亚像素温度反演 可见光红外图像融合 导向滤波器 多分辨率空间自适应低秩表达 超像素分割
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基于类别色彩查找表的彩色夜视方法 被引量:1
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作者 张玮雯 谷小婧 顾幸生 《华东理工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期954-961,共8页
针对夜视图像解读困难的问题,提出了一种面向类别的色彩查找表的彩色夜视方法。该方法可以将不同景物的特征色彩映射到多波段夜间图像,使观察者能够更快、更好地解读图像,从而提高态势感知并缩短反应时间。这种映射方法首先采用深度学... 针对夜视图像解读困难的问题,提出了一种面向类别的色彩查找表的彩色夜视方法。该方法可以将不同景物的特征色彩映射到多波段夜间图像,使观察者能够更快、更好地解读图像,从而提高态势感知并缩短反应时间。这种映射方法首先采用深度学习中的语义分割技术对图像进行分割,然后使用类别色彩查找表固定不同波段对应色彩,避免了全局彩色化时出现的色彩单一、不自然的缺点。实验结果表明,与其他全局彩色化方法相比,本文方法对于夜视图像的解析能力更强。 展开更多
关键词 彩色夜视 类别色彩查找表 语义分割 多波段图像 红外图像
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