基于改进DeepLabv3+的遥感影像道路提取算法

道路提取可以帮助人们更好地理解城市环境,是城市交通和城市规划等方面的重要部分,随着深度学习与计算机视觉的发展,利用基于深度学习的语义分割算法从遥感影像中提取道路的技术趋于成熟。针对现有的深度学习道路提取算法存在的提取速度慢和容易受背景环境因素干扰而产生漏分割、不连续等问题,提出了一种基于ECANet注意力机制和级联空洞空间金字塔池化模块的轻量化算法CE-DeepLabv3+。首先,将主干特征提取网络更换为轻量级的MobileNetv2,减少参数量,提高模型的执行速度;其次,通过增加空洞空间金字塔池化模块的卷积层进一步扩大感受野,再级联不同特征层来增强语义信息的复用性,从而加强对细节特征的提取能力;再次,加入ECANet注意力机制,抑制背景环境中的干扰因素,聚焦道路信息;最后,采用改进的损失函数进行训练,消除了道路与背景样本不均衡对模型性能产生的影响。实验结果表明,改进算法的性能优良,与原始DeepLabv3+算法相比,在分割效率、分割精度上有较大的提升。

融合非均匀采样与特征强化的人体不文明行为检测方法

针对人体异常行为时空动作检测对相似行为存在误检及局部肢体行为检测精度较低的问题,基于自制的不文明行为时空动作检测数据集(UBSAD),提出了一种融合非均匀采样与特征强化的人体不文明行为检测方法。该方法在时空特征提取阶段引入Video Swin Transformer(VST)作为主干网络,用于捕获视频中的长期时序依赖关系,提升网络全局信息学习能力;将提出的环形残差VST模块替换主干网络最后阶段的VST模块,放大目标区域和背景区域的差异,并结合多头自注意力机制,强化对目标区域的特征提取;在视频帧采集阶段提出了独特的非均匀采样方法,根据任务需求调整输入数据分布,使模型有层次地获取动作变化信息,有效提升网络对相似行为细节特征的关注;在特征提取网络之后嵌入新的融合浅层特征的级联池化三维空间金字塔特征强化模块,进一步增强多种尺度下的特征适用性,有效减少动作细节信息在特征提取过程中的丢失和降低背景信息的干扰,实现特征强化的效果。实验结果表明,该方法在UBSAD数据集和公开数据集UCF101-24上mAP指标分别达到了71.93%和83.09%,比使用基线网络VST作为时空特征提取模型分别提高了7.39个百分点和1.22个百分点,能够有效检测目标的行为。

面向交通场景解析的局部和全局上下文注意力融合网络

为解决交通场景解析中局部和全局上下文信息自适应聚合的问题,提出3模块架构的局部和全局上下文注意力融合网络(LGCAFN)。前端的特征提取模块由基于串联空洞空间金字塔池化(CASPP)单元改进的ResNet-101组成,能够更加有效地提取物体的多尺度局部特征;中端的结构化学习模块由8路长短期记忆(LSTM)网络分支组成,可以更加准确地推理物体邻近8个不同方向上场景区域的空间结构化特征;后端的特征融合模块采用基于注意力机制的3阶段融合方式,能够自适应地聚合有用的上下文信息并屏蔽噪声上下文信息,且生成的多模态融合特征能够更加全面且准确地表示物体的语义信息。在Cityscapes标准和扩展数据集上的实验结果表明,相较于逆变换网络(ITN)和对象上下文表示网络(OCRN)等方法,LGCAFN实现了最优的平均交并比(mIoU),达到了84.0%和86.3%,表明LGCAFN能够准确地解析交通场景,有助于实现车辆自动驾驶。

基于多尺度池化和范数注意力机制的遥感图像检索

遥感图像内容丰富,一般的深度模型提取遥感图像特征时容易受复杂背景干扰,对关键特征的提取效果不佳,并且难以表达图像的空间信息,该文提出一种基于多尺度池化和范数注意力机制的深度卷积神经网络,在通道层面与空间层面自适应地给显著特征加权。首先,在多尺度池化通道注意力模块中,结合空间金字塔池化的思想,对每个通道上的特征图进行不同尺度的最大池化。接着,采用自适应均值池化将尺寸不同的特征图转换为统一尺寸,以便通过逐像素相加的方式来关注不同尺度的显著特征。然后,在范数空间注意力模块中,将各通道对应同一空间位置的像素构成向量,通过计算向量组的L1范数和L2范数,获得具有空间信息的特征图。最后,采用级联池化的方法优化高层特征,并将该高层特征用于遥感图像检索。在UC Merced,AID与NWPU-RESISC453个数据集上进行实验,结果表明该文所提注意力模型,关注了不同尺度的显著特征,结合了空间信息,提高了检索性能。

尺度无关的级联卷积神经网络人脸检测算法

卷积神经网络在进行图片处理时需要输入固定尺寸大小的图片,该限制会导致原图在缩放过程中损失大部分信息。另外,目前人脸检测算法多用单一结构网络进行特征提取,这就使得算法的泛化能力较弱。针对以上两个问题,提出了一种将级联卷积神经网络与空间金字塔池化相结合的人脸检测算法。该方法将三级卷积神经网络模型连接起来,其中三级神经网络模型之间各不相同,结构从简单到复杂,在不同层次的神经网络上提取不同的人脸特征并筛选图片,完成对图片中人脸区域的检测。同时,在每级网络层次中加入空间金字塔池化层,这种池化策略无须固定尺寸大小的输入,增加了模型输入的尺寸选择。在标准人脸数据集中,该方法相对于传统方法实现了模型的多尺度输入,提升了检测性能,并降低了检测人脸的时间。

一种基于级联R-CNN的水稻害虫检测算法

为了解决水稻害虫识别目标小而导致算法识别精度相对较低的问题,通过多种优化算法改进级联R-CNN的结构,提出了一种基于级联R-CNN的水稻害虫检测算法。首先通过特征金字塔优化提取的小目标特征,其次用ROI Align替换特征提取模型中的ROI池化,减少小目标特征的丢失,最后用Soft-NMS减少重叠目标对小目标丢失的影响。实验表明,该方法能够有效的识别和检测复杂背景下的水稻害虫,且多种害虫准确率平均值mAP达到94.15%。