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融合混合空洞卷积和动态卷积的敦煌壁画修复
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作者 刘仲民 李耀龙 胡文瑾 《计算机工程与设计》 北大核心 2025年第2期595-602,共8页
为有效修复壁画破损区域的语义信息、解决壁画深层特征信息提取不足导致的修复伪影以及修复失真等问题,提出一种融合混合空洞卷积与动态卷积的敦煌壁画修复模型。针对修复伪影问题,在模型编码阶段设计一种混合残差模块;针对修复失真问题... 为有效修复壁画破损区域的语义信息、解决壁画深层特征信息提取不足导致的修复伪影以及修复失真等问题,提出一种融合混合空洞卷积与动态卷积的敦煌壁画修复模型。针对修复伪影问题,在模型编码阶段设计一种混合残差模块;针对修复失真问题,通过在动态核预测分支和动态语义及图像滤波分支中加入动态卷积来提高网络的预测和滤波性能。实验结果表明,所提模型具有更高的评价指标,且视觉效果上具有更细致的纹理,语义信息更丰富,边缘结构更连贯。 展开更多
关键词 信息处理技术 壁画修复 混合空洞卷积 动态卷积 图像滤波 残差网络 深度学习
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基于混合空洞卷积和注意力多尺度网络的残饵密度估计
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作者 张丽珍 李延天 +3 位作者 李志坚 孟雄栋 张永琪 吴迪 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期137-145,共9页
及时、准确地估算饵料盘中残留饲料量是提高养殖效益的重要措施。针对虾类养殖场景下残饵检测模型复杂度高、计数精度低的问题,提出了一种基于混合空洞卷积和注意力多尺度网络(hybrid dilated convolution and attention multi-scale ne... 及时、准确地估算饵料盘中残留饲料量是提高养殖效益的重要措施。针对虾类养殖场景下残饵检测模型复杂度高、计数精度低的问题,提出了一种基于混合空洞卷积和注意力多尺度网络(hybrid dilated convolution and attention multi-scale network,HAMNet)的残饵密度估计方法。首先,借鉴MCNN(multi-column convolutional neural network)多列架构的思想设计并行卷积块(parallel convolution block,PCB),使网络在单列架构中提取多种尺度的残饵特征,简化了网络结构并减轻了计算量;同时为了弥补网络结构简化造成残饵特征表示能力略有不足的问题,引入混合空洞卷积块(hybrid dilated convolution block,HDCB)避免信息丢失并增大感受野,增强模型深入挖掘多尺度残饵信息的能力。其次,在网络中嵌入通道注意力机制(channel attention mechanism,CAM),利用通道之间的相互依赖性重新校准有用特征信息的权重,凸显目标与背景的差异性。最后,针对下采样导致密度图质量差的问题,应用可学习的转置卷积恢复特征图细节信息,进而提升模型计数性能。利用饵料盘条件下采集的残饵图像进行了验证,试验结果表明,与基准模型MCNN相比,HAMNet模型的平均绝对误差、均方根误差和计算量分别降低了44.4%、40.8%和13.7%,参数量仅为0.52 MB。与经典密度估计模型CMTL(cascaded multi-task learning)、SANet(scale aggregation network)、CSRNet(congested scene recognition network)相比,该模型在各项性能指标上保持了最佳平衡,明显处于优势。该研究可为人工智能在水产养殖中快速量化残饵提供参考。 展开更多
关键词 水产养殖 模型 残饵 密度估计 并行卷积 混合空洞卷积 通道注意力机制 转置卷积
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基于混合空洞卷积CNN和BiGRU的表面肌电信号手势识别
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作者 张凯 陈峰 《计算机应用与软件》 北大核心 2024年第11期220-227,共8页
针对基于表面肌电信号(sEMG)的手势识别准确率低、计算量大的问题,提出一种基于混合空洞卷积神经网络组合双向门控循环单元与注意力机制(HDC-BiGRU-Attention)的表面肌电信号手势识别方法。相比普通CNN,HDC通过设置奇偶混合且大小不同... 针对基于表面肌电信号(sEMG)的手势识别准确率低、计算量大的问题,提出一种基于混合空洞卷积神经网络组合双向门控循环单元与注意力机制(HDC-BiGRU-Attention)的表面肌电信号手势识别方法。相比普通CNN,HDC通过设置奇偶混合且大小不同的膨胀率,可以扩大感受野,减少过拟合,提取到更多特征。BiGRU模块能很好地提取和处理数据的时序特征,Attention模块为重要特征赋予更大的权重,可以提高准确率。在NinaproDB1数据集和自采数据集上分别实现92.72%和97.85%的准确率。 展开更多
关键词 表面肌电信号 手势识别 混合空洞卷积 双向门控循环单元 Attention机制
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基于混合空洞卷积与特征融合的肝脏肿瘤图像分割 被引量:5
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作者 帖军 朱祖桐 +2 位作者 郑禄 徐胜舟 马佳婷 《电子测量技术》 北大核心 2023年第22期122-130,共9页
为了解决肝脏肿瘤图像中肝脏肿瘤形状复杂、与四周正常组织之间的边界模糊而导致分割模型准确率低的问题,本文提出一种基于混合空洞卷积与高层特征融合的肝脏肿瘤图像分割模型(HFU-Net)。该模型加入高层特征融合再校准模块,丰富U-Net中... 为了解决肝脏肿瘤图像中肝脏肿瘤形状复杂、与四周正常组织之间的边界模糊而导致分割模型准确率低的问题,本文提出一种基于混合空洞卷积与高层特征融合的肝脏肿瘤图像分割模型(HFU-Net)。该模型加入高层特征融合再校准模块,丰富U-Net中跳跃连接部分,使其利用特征融合与压缩注意力机制对特征信息校准,提升网络编码器的特征信息获取能力。并且,为进一步提高网络各层的特征提取效果,使用混合空洞卷积块替换原模型编码网络中传统卷积模块,以获得密集的肿瘤特征信息,扩大网络感受野。实验结果表明,与U-Net算法相比,Dice系数、体积重叠误差(VOE)、灵敏度、精确率指标均有较好效果,分别提高了3.3%,4.59%,4.39%和2.04%该模型显著提高肝脏肿瘤图像分割精度,为肝癌诊断与治疗提供可靠依据。 展开更多
关键词 图像处理 肝脏肿瘤分割 特征融合 混合空洞卷积
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基于空洞卷积和Focal Loss的改进YOLOv3算法 被引量:16
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作者 许腾 唐贵进 +1 位作者 刘清萍 鲍秉坤 《南京邮电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2020年第6期100-108,共9页
为了进一步提升YOLOv3的小目标检测能力,文中提出将Darknet-53中的第2个残差块输出的特征图用混合空洞卷积处理后,与YOLOv3的8倍下采样特征图相融合,建立新的检测特征;同时,使用Focal Loss改进损失函数中的负样本置信度公式,缓解YOLOv3... 为了进一步提升YOLOv3的小目标检测能力,文中提出将Darknet-53中的第2个残差块输出的特征图用混合空洞卷积处理后,与YOLOv3的8倍下采样特征图相融合,建立新的检测特征;同时,使用Focal Loss改进损失函数中的负样本置信度公式,缓解YOLOv3的正负样本比例失衡问题。实验结果表明,在小目标数量占比为47.7%的特定测试集上,改进YOLOv3的平均准确率和召回率分别比原YOLOv3提高了8.8%和16%;在VOC测试集上,改进YOLOv3的平均精度均值比原YOLOv3提升了3.4%。 展开更多
关键词 小目标检测 样本不平衡 混合空洞卷积 Focal Loss
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采用多尺度特征增强的路面病害检测模型 被引量:1
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作者 胡鹏 夏晓华 +3 位作者 钟预全 段智威 姚运仕 成高立 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第2期156-169,共14页
针对现有网络多尺度特征提取能力不足造成路面病害因尺寸差异难以完全识别的问题,提出了一种多尺度特征增强的路面病害检测模型。构建基于混合空洞卷积的快速空间金字塔池化模块,通过堆叠不同膨胀系数的空洞卷积进一步扩大网络感受野,... 针对现有网络多尺度特征提取能力不足造成路面病害因尺寸差异难以完全识别的问题,提出了一种多尺度特征增强的路面病害检测模型。构建基于混合空洞卷积的快速空间金字塔池化模块,通过堆叠不同膨胀系数的空洞卷积进一步扩大网络感受野,以实现更大范围上下文信息的捕捉,并保留更多的空间信息;设计多路径特征融合网络,通过多分支和跳跃连接实现跨层级的特征捕捉,并减少特征融合过程中的信息丢失;采用K-means聚类算法结合交叉比获得合理的瞄点框;在损失函数中,设计一种面积惩罚项并设置下降梯度,提高预测框回归精度与效率;通过引入跨通道交互的高效注意力实现模型重要通道间的交互。实验结果表明:所提模型的检测精度比原模型YOLOv5s提高了4.0%;与Faster R-CNN、CenterNet等经典模型和YOLOv8s、YOLOv7n-tiny等先进模型相比,检测精度提高了1.0%~17.9%。模型经TensorRT加速引擎优化加速后,在NVIDIA Jetson TX2与NVIDIA Jetson Nano平台上的检测速率提高近1倍,同时不影响检测精度。 展开更多
关键词 路面病害检测 多尺度特征增强 混合空洞卷积 特征融合网络 高效通道注意力 嵌入式平台
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基于U-net边缘生成和超图卷积的两阶段修复算法 被引量:1
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作者 李海燕 熊立昌 +1 位作者 郭磊 李海江 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期331-339,共9页
为了有效修复背景复杂、大面积不规则缺失区域,得到合理的结构和精细的纹理,提出了基于U-net边缘生成和超图卷积的两阶段修复算法.首先,将缺失图像输入基于U-net门控卷积的粗修复网络,通过跳跃连接将图像的上下文信息向深层传播,获取丰... 为了有效修复背景复杂、大面积不规则缺失区域,得到合理的结构和精细的纹理,提出了基于U-net边缘生成和超图卷积的两阶段修复算法.首先,将缺失图像输入基于U-net门控卷积的粗修复网络,通过跳跃连接将图像的上下文信息向深层传播,获取丰富的图像细节信息,下采样提取缺失区域边缘特征,上采样还原缺失区域边缘细节,同时使用混合空洞卷积增大信息感受野,获取细节纹理信息.然后,将粗修复结果输入含超图卷积的细修复网络,捕获和学习输入图像中的超图结构,使用空间特征的互相关矩阵捕获空间特征结构,改善结构完整性并提升细节细粒度.最后,将细修复结果输入鉴别器进行判别优化,进一步优化修复结果.在国际公认数据集上进行实验仿真,结果显示:本文提出的算法在修复大面积不规则缺失时,可以生成合理的结构和丰富的纹理细节,修复的视觉效果,PSNR,SSIM和L1损失优于对比算法. 展开更多
关键词 图像修复 U-net边缘生成 超图卷积 混合空洞卷积 两阶段网络
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基于交叉注意力的多任务交通场景检测模型 被引量:4
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作者 牛国臣 王晓楠 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1491-1499,共9页
感知是自动驾驶的基础和关键,但大多数单个模型无法同时完成交通目标、可行驶区域和车道线等多项检测任务。提出一种基于交叉注意力的多任务交通场景检测模型,可以同时检测交通目标、可行驶区域和车道线。使用编解码网络提取初始特征,... 感知是自动驾驶的基础和关键,但大多数单个模型无法同时完成交通目标、可行驶区域和车道线等多项检测任务。提出一种基于交叉注意力的多任务交通场景检测模型,可以同时检测交通目标、可行驶区域和车道线。使用编解码网络提取初始特征,利用混合空洞卷积对初始特征进行强化,并通过交叉注意力模块得到分割和检测特征图。在分割特征图上进行语义分割,在检测特征图上进行目标检测。实验结果表明:在具有挑战性的BDD100K数据集中,所提模型在任务精度和总体计算效率方面优于其他多任务模型。 展开更多
关键词 注意力机制 多任务学习 自动驾驶 目标检测 混合空洞卷积
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SAA-UNet:特征信息融合网络的遥感图像分割 被引量:1
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作者 金维 李佳田 段烨 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2024年第2期156-163,共8页
针对星载遥感图像分割精度低、边缘分割模糊问题,提出一种高低层特征信息融合网络模型。以U-Net网络模型为基础,在编码器中加入注意力机制模块获取图像低层特征信息,并在解码器中利用语义嵌入分支将图像的高层信息与低层信息进行融合,... 针对星载遥感图像分割精度低、边缘分割模糊问题,提出一种高低层特征信息融合网络模型。以U-Net网络模型为基础,在编码器中加入注意力机制模块获取图像低层特征信息,并在解码器中利用语义嵌入分支将图像的高层信息与低层信息进行融合,在编码器末端利用不同空洞扩张率的混合空洞卷积构建相应模块。为验证网络有效性,以WHDLD数据集和DeepGlobe-Road数据集作为数据源,将SAA-UNet模型与常用语义分割模型进行对比。实验结果显示,SAA-UNet模型整体分割精度优于对比模型,对小目标地物的分割效果更好。在WHDLD数据集中,平均交并比和类别平均像素准确率分别高于次优模型0.013和0.027。此外,本文采用DeepGlobe-Road数据集进行泛化性。结果表明,本文模型可以有效提高星载遥感图像的分割精度。 展开更多
关键词 深度学习 语义分割 混合空洞卷积 注意力机制 语义嵌入分支
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基于RepVGG-A0改进的公路车型识别网络 被引量:1
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作者 任成汉 黄俊 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第1期166-171,共6页
针对当前车型识别过程中检测精度与实时性难以平衡的问题,提出了一种基于RepVGG-A0改进的公路车型识别网络,利用结构重参数化思想融合多分枝网络以提升网络推理速度。使用混合空洞卷积替换传统卷积,强化了模型对大目标的识别能力。在网... 针对当前车型识别过程中检测精度与实时性难以平衡的问题,提出了一种基于RepVGG-A0改进的公路车型识别网络,利用结构重参数化思想融合多分枝网络以提升网络推理速度。使用混合空洞卷积替换传统卷积,强化了模型对大目标的识别能力。在网络主干中插入融合残差结构的坐标注意力(RES-CA)模块,提升了网络对有效特征信息的提取能力,同时避免了梯度消失与梯度退化造成的影响。此外采用了标签平滑正则化方法对损失函数进行改进,降低了模型过拟合对检测结果的影响,提升了模型的泛化性。经验证,本方法在公路车辆数据集BIT-Vehicle上的识别准确率达到了97.17%,较原模型提升了2.67%,优于现有的ResNet-18,VGG等网络模型,同时保证了模型的检测速度。 展开更多
关键词 车型识别 结构重参数化 残差结构 混合空洞卷积 标签平滑正则化
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基于多尺度双重自注意力的遥感影像变化检测
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作者 史经业 左一平 +2 位作者 支瑞聪 刘吉强 张梦鸽 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第S02期260-268,共9页
针对遥感影像地物目标尺度不一、上下文信息不足和边缘细节信息难以恢复等问题,提出一种基于多尺度双重自注意力的像素级变化检测网络(Pixel-based change detection Network,PixelNet)实现遥感影像变化检测任务。一方面,使用基于混合... 针对遥感影像地物目标尺度不一、上下文信息不足和边缘细节信息难以恢复等问题,提出一种基于多尺度双重自注意力的像素级变化检测网络(Pixel-based change detection Network,PixelNet)实现遥感影像变化检测任务。一方面,使用基于混合空洞卷积的多尺度特征金字塔提取卷积特征,并加入双重自注意力模块获取通道和空间注意力,兼顾细节和语义信息的同时增加特征感受野,进一步增加了全局上下文信息。另一方面,为了优化地物目标的边界圆滑模糊问题,通过边缘感知损失与加权对比损失的自动化联合训练,实现新的边缘修复模块。针对样本不均衡问题提出了带阈值的加权均衡采样的数据处理策略,以减轻变化像素数目远远小于未变化像素数目造成的网络训练倾斜问题。在遥感影像数据集CDD和LEVIR-CD上通过实验证明,所提像素级变化检测网络PixelNet在遥感变化检测任务上的主观视觉效果及客观评价指标优于SOTA的检测结果。在CDD数据集上检测精度达到98.0%,F1分数达到96.7%;在LEVIR-CD数据集上检测精度达到95.8%,F1分数为87.2%。该网络有效解决了遥感变化检测中样本不平衡、双时相特征上下文信息不足、边缘难例分类错误等问题。 展开更多
关键词 变化检测 遥感影像 混合空洞卷积 双重自注意力 边缘修复
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结合HDC和Attention的高分遥感影像光伏板提取研究 被引量:3
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作者 刘桂生 丁鑫 +3 位作者 祝锐 张天健 狄兮尧 薛朝辉 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2024年第14期357-366,共10页
人工调查维护光伏板导致人力维护成本昂贵。因此,使用深度学习方法通过遥感影像提取光伏板能够低成本为光伏发电场景的运行维护提供重要数据支撑。使用改进后的DeepLabV3+语义分割模型,解决了如何利用高分辨率遥感影像进行光伏的精确分... 人工调查维护光伏板导致人力维护成本昂贵。因此,使用深度学习方法通过遥感影像提取光伏板能够低成本为光伏发电场景的运行维护提供重要数据支撑。使用改进后的DeepLabV3+语义分割模型,解决了如何利用高分辨率遥感影像进行光伏的精确分割与提取的问题。提出一种基于DeepLabV3+深度学习架构的超高分辨率遥感影像光伏板提取方法。主要创新工作体现在:(1)针对遥感影像中光伏板信息难以精细提取的问题,提出混合空洞卷积空间金字塔池化模块;(2)针对光伏板信息提取中边缘细节易丢失的问题,引入注意力机制敏感捕捉小区域特征,以提高模型的分割能力。该研究采用2021年中国科学院大学发布的多分辨率光伏数据集进行实验,结果表明:提出的模型在0.1 m、0.3 m、0.8 m空间分辨率的分布式光伏数据集中IoU可达92.54%、79.91%、76.27%。在0.3 m、0.8 m空间分辨率的地面光伏数据集中可达到94.27%、87.24%,相较于原本的DeepLabV3+模型,在三种不同分辨率和不同背景的场景中的IoU提高0.13~2.02个百分点;同时在0.1 m、0.3 m、0.8 m空间分辨率的屋顶分布式光伏数据集上,提出的方法与经典语义分割模型U-Net、PSPNet、DeepLabV3+相比,IoU提高0.64~20.51个百分点。以上实验证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 高分辨率遥感 光伏板识别与提取 语义分割 混合空洞卷积 注意力机制
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一种基于自注意力机制的人脸图像补全算法
13
作者 杨博文 何衡湘 邓洪峰 《计算机应用与软件》 北大核心 2024年第8期266-270,318,共6页
针对目前深度学习的方法在大面积信息缺失的人脸图像进行补全应用中,补全结果出现纹理细节模糊、结构变形扭曲等问题,提出一种基于自注意力机制的图像补全算法。该算法将待补全的图像输入基于跳跃连接的粗生成网络,得到初步修复;将初步... 针对目前深度学习的方法在大面积信息缺失的人脸图像进行补全应用中,补全结果出现纹理细节模糊、结构变形扭曲等问题,提出一种基于自注意力机制的图像补全算法。该算法将待补全的图像输入基于跳跃连接的粗生成网络,得到初步修复;将初步结果输入自注意力感知分支和混合空洞卷积分支共同编码,再通过解码得到生成结果;由双判别器完成判别优化工作。通过人脸图像CelebA-HQ数据集进行实验与测试,所提方法的补全结果在客观和主观评价方面,优于deepfill和PLC两种算法。 展开更多
关键词 图像补全 生成对抗网络 跳跃连接 自注意力机制 混合空洞卷积
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井下无人驾驶电机车行驶场景中多目标检测研究 被引量:8
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作者 郭永存 童佳乐 王爽 《工矿自动化》 北大核心 2022年第6期56-63,共8页
目前煤矿井下无人驾驶有轨电机车在行驶过程中,对轨道中的石块及其他小型障碍物的识别存在检测速度慢、检测精度低,且对于重叠目标,易造成漏检、错检等问题。针对上述问题,提出了一种井下电机车多目标检测模型——SE-HDC-Mask R-CNN模... 目前煤矿井下无人驾驶有轨电机车在行驶过程中,对轨道中的石块及其他小型障碍物的识别存在检测速度慢、检测精度低,且对于重叠目标,易造成漏检、错检等问题。针对上述问题,提出了一种井下电机车多目标检测模型——SE-HDC-Mask R-CNN模型。该模型基于Mask R-CNN进行改进,通过在主干特征提取网络ResNet的残差块中嵌入压缩-激励(SE)模块,学习各个通道的重要程度和相互联系,增强网络对特征的选择和捕获能力;将残差块中卷积核大小为3×3的标准卷积替换成混合空洞卷积(HDC),在不改变特征图大小、不增加参数计算量的前提下,通过增加卷积核处理数据时各值之间的距离达到增大感受野的目的。实验结果表明:SE-HDC-Mask R-CNN模型可有效提取轨道、电机车、信号灯、行人和石块目标,在井下电机车多场景运行数据集上的平均准确率均值为95.4%,平均掩码分割精度为88.1%,平均边界框交并比为91.7%,相较于Mask R-CNN模型均提升了0.5%,对信号灯、石块(小目标)的检测精度分别提升了0.7%和4.1%;SE-HDC-Mask R-CNN模型的综合性能优于YOLOV2,YOLOV3-Tiny,SSD,Faster R-CNN等模型,可有效解决小目标漏检问题;SE-HDC-Mask R-CNN模型在煤巷直轨、弯轨、黑暗环境、多目标重叠等场景下均可有效实现目标检测,具有一定泛化能力及较高鲁棒性,基本满足无人驾驶电机车障碍物检测需求。 展开更多
关键词 井下无人驾驶 煤矿电机车 目标检测 Mask R-CNN 实例分割 压缩-激励模块 混合空洞卷积
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结合全局注意力机制的实时语义分割网络 被引量:5
15
作者 李涛 高志刚 +2 位作者 管晟媛 徐久成 马媛媛 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期282-292,共11页
针对轻量化网络结构从特征图提取有效语义信息不足,以及语义信息与空间细节信息融合模块设计不合理而导致分割精度降低的问题,本文提出一种结合全局注意力机制的实时语义分割网络(global attention mechanism with real time semantic s... 针对轻量化网络结构从特征图提取有效语义信息不足,以及语义信息与空间细节信息融合模块设计不合理而导致分割精度降低的问题,本文提出一种结合全局注意力机制的实时语义分割网络(global attention mechanism with real time semantic segmentation network,GaSeNet)。首先在双分支结构的语义分支中引入全局注意力机制,在通道与空间两个维度引导卷积神经网来关注与分割任务相关的语义类别,以提取更多有效语义信息;其次在空间细节分支设计混合空洞卷积块,在卷积核大小不变的情况下扩大感受野,以获取更多全局空间细节信息,弥补关键特征信息损失。然后重新设计特征融合模块,引入深度聚合金塔池化,将不同尺度的特征图深度融合,从而提高网络的语义分割性能。最后将所提出的方法在CamVid数据集和Vaihingen数据集上进行实验,通过与最新的语义分割方法对比分析可知,GaSeNet在分割精度上分别提高了4.29%、16.06%,实验结果验证了本文方法处理实时语义分割问题的有效性。 展开更多
关键词 实时语义分割 全局注意力机制 多尺度特征融合 混合空洞卷积 卷积神经网络 金字塔池化 感受野 特征提取
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基于深度学习的油页岩CT图像有机质识别分割方法研究 被引量:3
16
作者 王欣 杨栋 黄旭东 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2023年第4期663-672,共10页
【目的】油页岩中有机质的密度远低于其他岩石基质,因此,在CT图像中有机质的灰度值往往接近于孔隙裂隙的灰度值,从而在图像中表现为灰度值差异不明显,有机质和岩石的边界模糊等问题。【方法】为了精准识别分割出油页岩CT图像中的有机质... 【目的】油页岩中有机质的密度远低于其他岩石基质,因此,在CT图像中有机质的灰度值往往接近于孔隙裂隙的灰度值,从而在图像中表现为灰度值差异不明显,有机质和岩石的边界模糊等问题。【方法】为了精准识别分割出油页岩CT图像中的有机质,对深度学习领域的图像分割方法进行研究,并自主搭建了描述有机质分割的OM-Unet语义分割网络架构。通过在传统Unet模型中引入混合空洞卷积模块、由粗到精的部署策略和轻量化自适应特征融合模块,利用卷积神经网络识别分割油页岩CT图像中的有机质,并结合MIoU等评价指标对其分割效果进行评估。【结果】OM-Unet模型的MIoU为80.66%,相较于三相分割方法、Unet、CBAM-Unet、DeepLabV3、HDC-Unet和LAFF-Unet模型分别增加了8.01%、17.68%、9.5%、2.54%、2.83%和9.13%.OM-Unet模型的MPA为89.16%,相较于三相分割方法、Unet、CBAM-Unet、DeepLabV3、HDC-Unet和LAFF-Unet模型分别增加了12.85%、20.62%、15.82%、8.81%、9.55%和15.34%.【结论】该结果证明OM-Unet模型可有效提高油页岩有机质分割的准确性,更加精确地确定有机质体积百分比、有机质团数量随温度或者热解条件的变化规律,为油页岩原位开发提供基础理论数据。 展开更多
关键词 深度学习 油页岩 有机质 混合空洞卷积 语义分割
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基于改进Inception结构的知识图谱嵌入模型 被引量:6
17
作者 余晓鹏 何儒汉 +2 位作者 黄晋 张俊杰 胡新荣 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2022年第4期1065-1071,共7页
知识图谱嵌入(KGE)将实体和关系映射到低维连续向量空间中,以利用机器学习方法实现关系数据的应用,如知识分析、推理、补全等。以ConvE为代表将卷积神经网络(CNN)应用于知识图谱嵌入中,以捕捉实体和关系的交互信息,但其标准卷积捕捉特... 知识图谱嵌入(KGE)将实体和关系映射到低维连续向量空间中,以利用机器学习方法实现关系数据的应用,如知识分析、推理、补全等。以ConvE为代表将卷积神经网络(CNN)应用于知识图谱嵌入中,以捕捉实体和关系的交互信息,但其标准卷积捕捉特征交互信息能力不足,特征表达能力低下。针对特征交互能力不足问题,提出了一种改进的Inception结构,在此基础上构建一个知识图谱嵌入模型InceE。首先,该结构使用混合空洞卷积替代标准卷积,以提高特征交互信息捕捉能力;其次,使用残差网络结构,以减少特征信息丢失。实验使用基准数据集Kinship、FB15k、WN18验证InceE链接预测有效性。在Kinship、FB15k数据集上,相较于ArcE和QuatRE模型,InceE的Hit@1分别提升了1.6和1.5个百分点;在三个数据集上,与ConvE对比,InceE的Hit@1分别提升了6.3、20.8和1.0个百分点。实验结果表明InceE具有更强的特征交互信息捕捉能力。 展开更多
关键词 知识图谱嵌入 特征交互 INCEPTION 混合空洞卷积 残差学习 链接预测
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改进YOLOv4算法的复杂视觉场景行人检测方法 被引量:18
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作者 康帅 章坚武 +1 位作者 朱尊杰 童国锋 《电信科学》 2021年第8期46-56,共11页
复杂视觉场景下存在过暗或者过曝的光照、恶劣的天气、严重遮挡、行人尺寸差别大以及图像模糊等问题,大大增加了行人检测的难度。因此,针对复杂视觉场景下行人检测准确度低、漏检严重的问题,提出了改进的YOLOv4算法以增强复杂视觉场景... 复杂视觉场景下存在过暗或者过曝的光照、恶劣的天气、严重遮挡、行人尺寸差别大以及图像模糊等问题,大大增加了行人检测的难度。因此,针对复杂视觉场景下行人检测准确度低、漏检严重的问题,提出了改进的YOLOv4算法以增强复杂视觉场景下的行人检测效果。首先,构建复杂视觉场景下的行人数据集。然后,在主干网中加入混合空洞卷积,提高网络对行人特征的提取能力。最后,提出空间锯齿空洞卷积结构,代替空间金字塔池化结构,获取更多细节特征。实验表明,在本文构建的行人数据集上,改进后的YOLOv4算法的平均精度(average precision,AP)达到了90.08%,相比原YOLOv4算法提高了7.2%,对数平均漏检率(log-average miss rate,LAMR)降低了13.69%。 展开更多
关键词 复杂视觉场景 YOLOv4 混合空洞卷积 空间锯齿空洞卷积
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基于多尺度特征融合的细胞计数方法 被引量:3
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作者 张倩 王夏黎 +2 位作者 王炜昊 武历展 李超 《图学学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期41-49,共9页
细胞计数一直是医学影像分析中非常重要的一项工作,在生物医学实验和临床医学等领域起着十分关键的作用。针对细胞计数工作中存在的由细胞尺寸变化等因素造成的细胞计数精度低的问题,引入高度拥挤目标识别网络CSRNet并加以改进,构建了... 细胞计数一直是医学影像分析中非常重要的一项工作,在生物医学实验和临床医学等领域起着十分关键的作用。针对细胞计数工作中存在的由细胞尺寸变化等因素造成的细胞计数精度低的问题,引入高度拥挤目标识别网络CSRNet并加以改进,构建了一种基于多尺度特征融合的细胞计数方法。首先,使用VGG16的前10层提取细胞特征,避免了由于网络过深造成的小目标信息丢失;其次,引入空间金字塔池化结构提取细胞的多尺度特征并进行特征融合,降低了因细胞形态各异、尺寸不一和细胞遮挡等问题带来的计数误差;然后,使用混合空洞卷积对特征图进行解码,得到密度图,解决了CSRNet在解码过程中像素遗漏的问题;最后对密度图逐像素进行回归得到细胞总数。另外,在训练过程中引入了一种新的组合损失函数以代替欧几里得损失函数,不仅考虑了groundtruth密度图与预测密度图单个像素点之间的关系,还考虑了其全局和局部的密度水平。实验证明,优化后的CSRNet在VGG cells和MBM cells数据集上取得了较好的结果,有效改善了由细胞尺寸变化等因素造成的细胞计数精度低的问题。 展开更多
关键词 细胞计数 多尺度特征融合 密度估计 空间金字塔池化 混合空洞卷积
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基于DenseMedic网络的脑皮层下结构的语义分割 被引量:4
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作者 杨斌斌 刘霖雯 张唯唯 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期652-666,共15页
脑皮层下结构分割问题是神经科及其他相关疾病计算机辅助诊断和治疗的基础。通过分割和分析核磁共振图像中的脑结构,可以对自闭症谱系障碍、脑卒中、脑肿瘤等疾病进行早期诊断和治疗。为解决精准脑结构分割的问题,基于深度学习基本理论... 脑皮层下结构分割问题是神经科及其他相关疾病计算机辅助诊断和治疗的基础。通过分割和分析核磁共振图像中的脑结构,可以对自闭症谱系障碍、脑卒中、脑肿瘤等疾病进行早期诊断和治疗。为解决精准脑结构分割的问题,基于深度学习基本理论,提出一种DenseMedic网络的核磁共振图像脑皮层下结构的分割算法。首先,OreoDown方法通过较早地增大卷积核的步长增大特征感受野的增长速度,并使用不变尺寸的卷积层夹心式地恢复网络深度,使速度的增加带来有效的感受野增加;其次,DenseMedic使用Dense Net的思想实例化OreoDown框架,通过密集连接的特征提取操作来获取多尺度的上下文信息;最后,在各层中使用混合空洞卷积进一步扩大感受野,解决特征感知过于粗糙的问题。采用Dice相似度系数(DSC)、交并比(IoU)、95%Hausdorff表面距离(HSD95)和平均表面距离(ASD) 4个指标,评价神经网络的分割性能。在公开的IBSR数据集的18例图像上进行实验,算法的4个指标分别达到89.2%、80.7%、1.982和0.882;在公开的MBBrainS18数据集的7例图像上的实验显示,算法的4个指标分别达到88.7%、79.8%、1.249和0.570。实验表明,所提出的算法使脑结构的分割结果与真实结构在区域上有更多的重叠,在轮廓上更加相似,可以更好地完成各个脑皮层下结构的分割。在临床应用中,对脑皮层下结构的精准分割将有助于准确测量相关疾病诊断的关键指标,并实现快速的计算机辅助治疗。 展开更多
关键词 卷积神经网络 阶梯式降采样 密集连接 混合空洞卷积
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