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基于U-net神经网络的油浸式变压器绕组流-热耦合快速计算 被引量:4
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作者 刘云鹏 高艺倩 +4 位作者 刘刚 胡万君 王文浩 王博闻 高成龙 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期2897-2909,I0032,共14页
该文针对采用传统数值方法进行大型油浸变压器绕组温升仿真时间较长的问题,提出一种基于U-net神经网络训练的快速计算方法,可以迅速地预测变压器绕组温升及热点。首先,根据流热耦合原理筛选输入变量,并运用流热耦合方法计算不同工况下... 该文针对采用传统数值方法进行大型油浸变压器绕组温升仿真时间较长的问题,提出一种基于U-net神经网络训练的快速计算方法,可以迅速地预测变压器绕组温升及热点。首先,根据流热耦合原理筛选输入变量,并运用流热耦合方法计算不同工况下的输出结果,并将之制作成训练集和测试集。同时,详细讨论3个对网络训练影响最显著的超参数;其次,将归一化后的训练集输入U-net神经网络进行训练,并设置超参数最佳组合;最后,将预测集输入训练好的模型进行预测计算及反归一化操作,预测绕组热点与Fluent仿真结果相差仅0.44 K,单次仿真时间从200 s缩短为0.07 s。预测结果与实验温度平均误差最大为2.31 K,最小为0.98 K,预测方差为0.31左右。结果表明:该方法可用于快速获得油浸式变压器绕组的温度及热点,可满足变压器温度热点数字孪生的实时性仿真要求。 展开更多
关键词 u-net神经网络 流热耦合 绕组温升 快速计算 数字孪生
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基于U-net神经网络的35 kV油浸式变压器绕组温度快速计算 被引量:9
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作者 刘云鹏 高艺倩 +2 位作者 刘刚 寇家俊 李欢 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2716-2725,共10页
针对采用传统数值方法进行油浸变压器绕组温升仿真时间较长的问题,提出了一种基于U-net神经网络训练的快速计算方法,以迅速地获得变压器绕组温升。针对1台35 kV油浸式变压器,利用Fluent软件生成了不同工况下深度学习所需的训练集,在确... 针对采用传统数值方法进行油浸变压器绕组温升仿真时间较长的问题,提出了一种基于U-net神经网络训练的快速计算方法,以迅速地获得变压器绕组温升。针对1台35 kV油浸式变压器,利用Fluent软件生成了不同工况下深度学习所需的训练集,在确定超参数的最佳组合后,变压器温度场的计算效率得到显著提高,最后建立光纤试验测温平台对算法的有效性进行了验证。以Fluent软件得到的结果为参考,B相低压绕组内外侧和高压绕组内侧U-net神经网络的相对误差在0.24%、0.21%和0.39%左右,单次计算时间从10854s缩短到0.05s,且预测结果与试验温度平均误差最大为4℃,最小为2℃。研究结果表明,该方法可用于快速获得油浸式变压器绕组的温度,可以满足油浸式变压器温度及热点数字孪生技术的实时性仿真要求。 展开更多
关键词 u-net神经网络 变压器绕组温升 深度学习 快速计算 数字孪生
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基于改进型U-net神经网络的焊缝图像处理 被引量:2
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作者 申俊琦 刘晨帆 +3 位作者 胡绳荪 杨辉 张超 吴定勇 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期436-442,共7页
对于基于线结构光的视觉焊缝跟踪系统,焊缝信息提取的精度和速度是焊缝图像处理算法的两个关键指标.对于含有强噪声的焊缝图像,传统的图像处理算法很难达到较高的提取精度;而基于传统全卷积神经网络的图像处理算法则可以有效地提取焊缝... 对于基于线结构光的视觉焊缝跟踪系统,焊缝信息提取的精度和速度是焊缝图像处理算法的两个关键指标.对于含有强噪声的焊缝图像,传统的图像处理算法很难达到较高的提取精度;而基于传统全卷积神经网络的图像处理算法则可以有效地提取焊缝信息,但该网络仅对深层的抽象特征进行连续的上采样,忽略了焊缝像素点间空间位置的关系,从而割裂了空间的一致性,降低了焊缝信息提取的精度.针对以上问题,提出基于改进型U-net全卷积神经网络的焊缝图像处理模型以实现焊缝信息的逐级恢复.该模型通过引入双U型结构,将下采样倍率从16倍降为4倍,更多地保留了下采样时的空间信息;通过桥接的方式将第1次下采样时的焊缝特征传入第2次上采样阶段,为抽象的特征信息融入更多的空间信息,提高了焊缝信息提取的精度;将带泄漏的修正线性单元作为神经网络的激活函数,有效避免了原生U-net网络神经元坏死的现象.网络训练结果表明,使用相同数据集训练时,与传统FCN-32s网络和原生U-net网络相比,该模型的像素精度、平均像素精度和平均交集对联合均为最高.实验结果表明:该模型的焊缝位置提取平均偏差为1.64 mm,单帧焊缝图像处理时间为6.4 ms;该模型对含强噪声图像的焊缝信息提取精度和速度均优于Sterger算法和传统FCN-32s网络. 展开更多
关键词 u-net神经网络 焊缝图像处理 线结构光视觉 焊缝跟踪
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空洞U-Net神经网络的移动机器人视觉图像增强 被引量:1
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作者 冯梦清 冯乃勤 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第6期254-257,共4页
为了提升移动机器人视觉图像对比度、信息量以及整体质量,提出一种新的基于空洞U-Net神经网络的移动机器人视觉图像增强方法。在由编码器、解码器与跳层连接构成的U-Net网络中,引入残差网络与空洞卷积部分,构建空洞U-Net神经网络,以融... 为了提升移动机器人视觉图像对比度、信息量以及整体质量,提出一种新的基于空洞U-Net神经网络的移动机器人视觉图像增强方法。在由编码器、解码器与跳层连接构成的U-Net网络中,引入残差网络与空洞卷积部分,构建空洞U-Net神经网络,以融合不同层次的像素特征块,并根据灰度等级与频数直方图,增强图像对比度。针对图像中待处理的像素点灰度值,利用其邻域像素点灰度值的中间值滤除图像噪声。根据像素向量场,利用梯度下降法锐化图像边缘,实现视觉图像增强。在实验阶段,选取部分样本训练空洞U-Net神经网络,获取最优网络参数,经测试验证所提方法的图像对比度、信息量以及整体质量上都有大幅提升,具有优越的视觉图像增强效果。 展开更多
关键词 空洞卷积 u-net神经网络 移动机器人 视觉系统 图像增强
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基于改进U-Net神经网络的图像去噪算法 被引量:8
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作者 姜旭 赵荣彩 +1 位作者 刘勇杰 宋雯琦 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第9期3629-3635,共7页
针对目前常见的U-Net网络结构以及现有的图像去噪算法在去除图像噪声时,处理后得到的图像较为模糊且图像的边缘纹理过于光滑缺乏真实性的问题,提出了一种改进的U-Net网络结构去噪算法。它由去噪模块以及边缘信息提取模块组成,首先,利用U... 针对目前常见的U-Net网络结构以及现有的图像去噪算法在去除图像噪声时,处理后得到的图像较为模糊且图像的边缘纹理过于光滑缺乏真实性的问题,提出了一种改进的U-Net网络结构去噪算法。它由去噪模块以及边缘信息提取模块组成,首先,利用U-Net++中的跳跃连接应用到原始的U型去噪子网中,密集连接的U型去噪网络可以减少编码器与解码器特征映射之间的语义差距,还原出更清晰的图像。其次,基于VGG-16网络结构的边缘信息提取模块对去噪网络处理后的图像进行特征提取,同时反向优化U型去噪模块,还原出更真实的图像。实验表明,在常见的Set5、Set12、Kodak24和CBSD68数据集测试所提出的算法,在图像的客观评价指标上均优于目前具有代表性的去噪算法,同时图像的边缘细节和纹理特征更清晰真实,视觉效果上更好。 展开更多
关键词 图像去噪 u-net神经网络 多特征融合 跳跃连接 计算机视觉
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基于神经网络的焊缝缺陷红外图像跟踪检测
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作者 李旸 冯乃勤 +1 位作者 孙滨 程艳艳 《激光与红外》 北大核心 2025年第7期1142-1147,共6页
在实际焊接作业中,由于强烈的光学噪声、火花飞溅及烟雾等复杂环境因素的干扰,传统依赖于单一跟踪器的焊缝检测方法常难以维持对焊缝的精确追踪,从而导致跟踪性能显著下降乃至失效。为此,提出一种基于U-net神经网络的焊缝表面缺陷红外... 在实际焊接作业中,由于强烈的光学噪声、火花飞溅及烟雾等复杂环境因素的干扰,传统依赖于单一跟踪器的焊缝检测方法常难以维持对焊缝的精确追踪,从而导致跟踪性能显著下降乃至失效。为此,提出一种基于U-net神经网络的焊缝表面缺陷红外图像实时跟踪检测方法。该方法在焊接初始阶段,通过准确识别焊缝表面红外图像中的焊缝特征,并对特征点进行精确定位。为了应对焊接过程中的强干扰环境,设计了两个并行的核相关滤波器来追踪焊缝特征点,并通过卡尔曼滤波器融合这两个跟踪器的输出结果,确保在复杂环境中也能实现焊缝的实时、稳定且鲁棒的跟踪。将实时跟踪获取的焊缝特征点信息作为关键输入送入U-net神经网络中。在U-net的架构中,引入一个分支网络,以优化特征提取过程并提升分割图的质量,增强对焊缝表面缺陷的细节捕捉能力。利用边界框机制分析U-net输出的分割图,实现对缺陷区域位置和大小的自动判定,完成焊缝表面缺陷的红外图像检测。实验结果表明,该方法在焊缝跟踪和焊缝表面缺陷红外图像检测方面均表现出色,评价函数Q值低至21.36,具有较高的检测精度。 展开更多
关键词 u-net神经网络 焊缝缺陷 红外图像 实时跟踪
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基于U-Net卷积神经网络的织物压力传感阵列串扰解决方法
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作者 王小东 陈俊鹏 裴泽光 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期86-93,共8页
为解决压阻式柔性压力传感阵列中存在的异常传感单元与串扰现象导致采集到的压力数据不准确的问题,构建了具有32×32个传感单元的压阻式柔性织物压力传感阵列系统,对传感单元检测值出现异常的原因进行了分析,采用中值滤波算法对系... 为解决压阻式柔性压力传感阵列中存在的异常传感单元与串扰现象导致采集到的压力数据不准确的问题,构建了具有32×32个传感单元的压阻式柔性织物压力传感阵列系统,对传感单元检测值出现异常的原因进行了分析,采用中值滤波算法对系统获取的压力分布云图中的异常值进行处理;针对串扰现象,构建了U-Net卷积神经网络模型,采用机器学习方法对织物压力传感阵列系统生成的压力云图进行修正,设计了模型输入、输出数据集的采集方法。结果表明,经中值滤波算法处理后的压力云图的峰值信噪比处于30~40 dB之间,反映出中值滤波算法对异常值处理的效果较为理想;U-Net卷积神经网络模型训练过程中的均方根误差最终达到7.1,表明模型获得了较好的训练效果,通过与无串扰效应的柔性压力传感阵列采集的压力云图进行对比,表明U-Net模型能够有效消除串扰现象对织物压力传感阵列压力云图显示结果的影响。 展开更多
关键词 织物压力传感阵列 中值滤波 u-net卷积神经网络 足底压力监测 串扰
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生成式对抗神经网络的改进及其在地震数据压噪中的应用 被引量:3
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作者 彭海龙 李明 +4 位作者 孙文钊 李列 周凡 鲁统祥 江凡 《石油物探》 CSCD 北大核心 2024年第1期104-115,128,共13页
常规的生成式对抗神经网络在地震数据去噪过程中受模型限制,地震数据有效信息还原能力差。因此,对生成式对抗神经网络进行改进,以U-net神经网络为基础建立更深层级的生成器神经网络,优化模型的批标准化层和池化层,提升特征还原能力,搭... 常规的生成式对抗神经网络在地震数据去噪过程中受模型限制,地震数据有效信息还原能力差。因此,对生成式对抗神经网络进行改进,以U-net神经网络为基础建立更深层级的生成器神经网络,优化模型的批标准化层和池化层,提升特征还原能力,搭建多尺度判别器神经网络,提升判别器性能,提出一种包含对抗损失、配准损失和结构信息损失的多层次综合损失函数。改进后的模型结构无需预先估计噪声,能够实现端到端的盲去噪功能,神经网络泛化能力强,对数据细节的保护还原水平高。南海北部涠A地区地震数据测试结果表明,改进后的神经网络去噪能力以及对地震有效信息的保护要优于目前常见的去噪算法的结果,去噪过程对地震有效反射信息保护好,地震边界信息成像质量高。与常见的去噪方法相比,改进的生成或对抗神经网络方法在地震数据去噪中具有良好的应用效果,去噪能力强,在实际地震数据处理中具有良好的推广价值。 展开更多
关键词 生成式对抗神经网络 u-net神经网络 地震数据去噪 泛化能力 数据细节
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基于U-net卷积神经网络图像分割的波浪测量方法 被引量:2
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作者 任志伟 陈松贵 +1 位作者 王收军 王佳伟 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期125-132,共8页
针对水体运动导致电子传感装置测量结果准确性下降的问题和阈值分割法无法在光照场景下测量波面的问题,文章提出了一种基于U-net卷积神经网络的波浪测量方法。实验过程首先由高清摄像机录制水槽中的波浪运动过程,将视频处理成时间连续... 针对水体运动导致电子传感装置测量结果准确性下降的问题和阈值分割法无法在光照场景下测量波面的问题,文章提出了一种基于U-net卷积神经网络的波浪测量方法。实验过程首先由高清摄像机录制水槽中的波浪运动过程,将视频处理成时间连续的波面图像,其次通过U-net卷积神经网络对波面图像进行图像分割并提取水位线数据信息,最后求出波高和周期。以像素识别结果为基准,将本研究方法的测量结果与波高传感器的测量结果进行误差对比,结果表明U-net卷积神经网络的相对误差最大为2.25%,而传感器误差最大为4.15%,且实验组中U-net卷积神经网络测得平均波高的相对误差均在2.5%以内,平均周期的误差都低于1%。因此,基于U-net卷积神经网络的测量方法可用于实验室的波浪测量。 展开更多
关键词 u-net卷积神经网络 阈值分割 图像分割 波高 周期
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基于U-net卷积神经网络的大转角ISAR成像方法
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作者 李文哲 李开明 +1 位作者 康乐 罗迎 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期28-35,共8页
针对ISAR成像在大转角条件下产生严重的越距离单元徙动从而使得ISAR图像散焦的问题,提出一种基于U-net卷积神经网络的大转角ISAR成像方法。首先利用快速傅里叶变换对大转角条件下的回波数据进行预处理,得到散焦的ISAR复值图像作为训练样... 针对ISAR成像在大转角条件下产生严重的越距离单元徙动从而使得ISAR图像散焦的问题,提出一种基于U-net卷积神经网络的大转角ISAR成像方法。首先利用快速傅里叶变换对大转角条件下的回波数据进行预处理,得到散焦的ISAR复值图像作为训练样本,其次,根据ISAR成像特点对U-net网络结构进行了改进,训练后得到具有良好聚焦能力的成像网络。仿真实验表明:与传统大转角ISAR成像方法相比,所提方法将ISAR图像的峰值旁瓣比降至-18d B以下,具有更小的图像熵和最小均方误差,成像时间缩减至0.28s左右,在低信噪比条件下仍可以实现ISAR图像的快速、准确重建。 展开更多
关键词 逆合成孔径雷达 大转角成像 越距离单元徙动 u-net卷积神经网络
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基于分布式光纤传感与U-Net网络的复合材料分层损伤定量识别方法 被引量:4
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作者 武湛君 董珊珊 +7 位作者 李建乐 朱明睿 张仕承 刘海涛 孙亮 李汉克 董孜劢 徐浩 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第13期20-27,共8页
结构健康监测(SHM)是确保飞行器复合材料结构安全性和完整性的重要手段。基于背向瑞利散射的分布式光纤传感器可以通过测量高密度的应变分布为复合材料损伤监测提供数据支持。然而,结构应变分布特征和损伤的映射关系较为复杂,无法直接... 结构健康监测(SHM)是确保飞行器复合材料结构安全性和完整性的重要手段。基于背向瑞利散射的分布式光纤传感器可以通过测量高密度的应变分布为复合材料损伤监测提供数据支持。然而,结构应变分布特征和损伤的映射关系较为复杂,无法直接根据应变分布准确判定损伤的定量信息。另外,分布式光纤传感器数据量大,通过人为分析应变数据识别损伤较为耗时且准确性偏低。为了应对这一挑战,提出了一种基于分布式光纤传感数据与U-Net神经网络的智能损伤识别方法,旨在自动精确识别复合材料中常见的分层损伤。首先,通过有限元仿真构建U-Net神经网络的训练集与验证集;随后进行含分层损伤复合材料板的悬臂加载试验,通过分布式光纤传感器采集结构应变分布数据作为测试集。损伤识别结果表明,U-Net神经网络可以对分层损伤的位置、尺寸与形状进行较为精确的定量识别。 展开更多
关键词 结构健康监测(SHM) 复合材料结构 分布式光纤传感器 深度学习 u-net神经网络
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基于深度学习U-net网络的重力数据界面反演方法 被引量:6
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作者 李阳 韩立国 +1 位作者 周帅 林涛 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期401-411,共11页
重力数据的密度界面反演是位场数据解释中的一项主要工作,在区域构造演化、深部莫霍面确定等领域的研究中发挥重要作用.近年来,数据驱动的深度学习方法广泛地应用在地球物理数据处理与反演中,本文提出一种基于深度学习U-net网络的重力... 重力数据的密度界面反演是位场数据解释中的一项主要工作,在区域构造演化、深部莫霍面确定等领域的研究中发挥重要作用.近年来,数据驱动的深度学习方法广泛地应用在地球物理数据处理与反演中,本文提出一种基于深度学习U-net网络的重力数据密度界面反演方法.首先,对半椭球体界面模型进行随机抽取和组合进而形成地下起伏界面数据集,并基于Parker正演理论对界面数据集进行重力异常正演计算,为深度学习网络模型的训练提供特征完备的数据源;其次,设计了基于U-net网络模型的深度学习界面反演算法,在传统的损失函数基础上增加光滑损失项和过拟合抑制项,提高重力界面反演结果的光滑性和收敛效率;最后通过测试样本集进行反演预测,验证建立深度学习网络模型的泛化性.本文通过理论模型和实际数据试验分析了本文方法在密度界面反演中的有效性和实用性,基于改进损失函数约束的深度学习界面反演方法有效地提高了密度界面反演的收敛效率和计算稳定性. 展开更多
关键词 重力数据 密度界面反演 深度学习 u-net神经网络
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基于U-Net的涡旋电磁波雷达成像方法
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作者 汪思源 曲毅 陈怡君 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期77-85,共9页
基于轨道角动量模态变量与目标方位角变量的近似对偶关系,涡旋电磁波雷达可以实现对静止目标的二维高分辨成像,然而目标回波中的贝塞尔函数项会严重影响方位角向聚焦性能。现有基于逆投影算法的贝塞尔函数补偿方法计算量很大,难以实际... 基于轨道角动量模态变量与目标方位角变量的近似对偶关系,涡旋电磁波雷达可以实现对静止目标的二维高分辨成像,然而目标回波中的贝塞尔函数项会严重影响方位角向聚焦性能。现有基于逆投影算法的贝塞尔函数补偿方法计算量很大,难以实际应用。针对上述问题,提出一种利用U-Net卷积神经网络抑制贝塞尔函数影响、实现涡旋电磁波雷达高分辨成像的方法。首先,根据雷达目标散射分布的稀疏特性对U-Net网络进行改进,然后对目标回波信号进行二维快速傅里叶变换预处理得到目标散焦图像,将其作为改进U-Net网络的输入,并将目标理想电磁散射模型作为网络输出对网络进行监督训练。最后,基于未知目标回波信号,将预处理后的目标散焦图像输入到训练完备的网络模型中,即可得到聚焦良好的高分辨成像结果。仿真实验证明,该成像方法能够有效提高目标成像聚焦性能,且该网络模型在噪声存在的情况下仍具有较好的泛化能力。 展开更多
关键词 涡旋电磁波雷达 u-net卷积神经网络 轨道角动量 贝塞尔函数
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基于残差与注意力机制的道路裂缝检测U-Net改进模型 被引量:15
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作者 于海洋 景鹏 +3 位作者 张文涛 谢赛飞 滑志华 宋草原 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期265-273,共9页
道路裂缝是道路安全检测的重要部分,随着深度学习和计算机视觉的发展,利用深度学习对道路图像中裂缝信息提取的方法趋于成熟。现有深度学习道路裂缝检测方法对细小裂缝提取不完整以及受背景因素干扰,导致检测精度降低。基于CBAM注意力... 道路裂缝是道路安全检测的重要部分,随着深度学习和计算机视觉的发展,利用深度学习对道路图像中裂缝信息提取的方法趋于成熟。现有深度学习道路裂缝检测方法对细小裂缝提取不完整以及受背景因素干扰,导致检测精度降低。基于CBAM注意力机制和残差网络,改进U-Net神经网络模型,构建一种融合残差和注意力机制的道路裂缝检测深度学习网络模型。该模型在U-Net网络的上采样和下采样过程中分别嵌入通道注意力机制和空间注意力机制。CBAM注意力机制在通道和空间维度上同时进行全局平均和全局最大混合池化,以提取更多有效的全局和局部细节信息。同时,在U-Net网络中融合残差模块,有效解决网络梯度消失、梯度爆炸以及网络退化的问题,进一步提高道路裂缝的检测能力。实验结果表明,在上采样和下采样过程中嵌入CBAM注意力机制网络的F1值提升到81.02%,相比U-Net原始网络,提升13.76个百分点。融合残差模块并在下采样过程中嵌入CBAM注意力机制网络的F1值达到85.82%,相比只嵌入CBAM注意力机制的网络,提升了4.8个百分点。 展开更多
关键词 裂缝检测 深度学习 u-net神经网络 注意力机制 残差结构
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基于可分离卷积与小波变换融合的道路裂缝检测 被引量:10
15
作者 刘云清 吴越 +2 位作者 张琼 颜飞 陈姗姗 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第S02期304-312,共9页
针对目前对细小裂缝检测能力不强、分割精度低等问题,提出了一种改进的U-Net模型来检测路面裂缝,提高检测能力和分割精度。中文设计了新的模块MSDWBlock(Multi-Scale Depthwise Separable Convolutional Block),应用在编码器和解码器部... 针对目前对细小裂缝检测能力不强、分割精度低等问题,提出了一种改进的U-Net模型来检测路面裂缝,提高检测能力和分割精度。中文设计了新的模块MSDWBlock(Multi-Scale Depthwise Separable Convolutional Block),应用在编码器和解码器部分,通过深度可分离卷积增强模型的能力,扩大模型感受野,在跳跃连接部分引入了C2G注意力机制模块,提升模型对裂缝特征的感知能力;并引入了ASPP(Atrous Spatial Pyramid Pooling)和DWT(Discrete Wavelet Transformation)。ASPP通过在多个尺度上进行操作,有助于捕捉到裂缝的特征,而DWT能够减少卷积池化过程中的裂缝空间信息损失,保留裂缝边缘信息。这种结构设计使得网络更专注于裂缝的特征,从而提升了裂缝检测的准确性。通过实验证明所提模型显示出优于U-Net,Segnet,U2net等先进模型的精确性。在CFD数据集上mIoU,F1分别达到78.51%,0.868。这些成果表明,所提方法能有效提升道路裂缝检测的性能。 展开更多
关键词 裂缝检测 u-net神经网络 深度可分离卷积 注意力机制 空间金字塔 小波变换
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基于改进U-Net的CT图像脑出血区域分割方法
16
作者 曹国刚 王一杰 +2 位作者 朱信玉 李梦雪 陈颖 《计算机应用与软件》 北大核心 2023年第9期188-192,235,共6页
医学图像自动分割方法对中风的及时诊断和治疗提供了极大的帮助。实验针对脑出血辅助诊断问题,提出一种改进的U-Net神经网络模型,实现脑中风CT图像出血区域自动分割。对脑部CT图像进行预处理,用模糊C-均值聚类方法将图像聚类成脑灰质、... 医学图像自动分割方法对中风的及时诊断和治疗提供了极大的帮助。实验针对脑出血辅助诊断问题,提出一种改进的U-Net神经网络模型,实现脑中风CT图像出血区域自动分割。对脑部CT图像进行预处理,用模糊C-均值聚类方法将图像聚类成脑灰质、脑白质、脑脊液和出血区域4类;通过形态学图像方法去除颅骨;提出一种改进的U-Net神经网络模型,并用该模型进行出血区域的自动分割。实验结果表明,提出方法的骰子相似系数(Dice Similarity Coefficient, DSC)可达0.860±0.031,优于白质模糊C-均值聚类、多路径上下文生成对抗网络等方法,极大提高出血性中风区域分割的准确率。 展开更多
关键词 图像分割 u-net神经网络 脑出血
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基于U-Net的珊瑚礁遥感影像自动分类 被引量:2
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作者 王桓 吴迪 +1 位作者 左秀玲 王浩 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2023年第1期63-67,共5页
珊瑚礁遥感影像分类是珊瑚礁遥感监测的关键性基础技术,对珊瑚礁生态保护与制图应用起着重要的支撑作用。提出一种新的基于U-Net模型的珊瑚礁遥感影像自动分类方法,该方法使用小样本珊瑚礁影像训练即可得到分类精度较高的模型,克服了一... 珊瑚礁遥感影像分类是珊瑚礁遥感监测的关键性基础技术,对珊瑚礁生态保护与制图应用起着重要的支撑作用。提出一种新的基于U-Net模型的珊瑚礁遥感影像自动分类方法,该方法使用小样本珊瑚礁影像训练即可得到分类精度较高的模型,克服了一般深度学习模型需要海量样本数据训练的缺陷。基于LandsatTM影像,对南海珊瑚礁进行遥感分类,其准确度潟湖坡为78%,向海坡为85%,珊瑚礁、海洋、陆地均大于95%,所有类别的边界轮廓指数大于92%。因此,这种自动分类方法比传统的珊瑚礁遥感影像分类方法精度更高,分类速度更快。 展开更多
关键词 珊瑚礁遥感 影像自动分类 U型卷积神经网络(u-net) 深度学习 Landsat-8卫星
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一种改进的深度学习冰湖遥感制图方法及应用 被引量:1
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作者 杨泞滔 聂勇 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2024年第1期41-52,共12页
冰湖溃决洪水是一种严重的山地自然灾害,威胁着中国高寒区的居民及铁路公路等重要基础设施,自动高效的冰湖遥感制图方法是冰湖灾害评估、监测预警的基础,然而现有自动制图方法在实际冰湖提取应用上难以达到传统人工和半自动冰湖提取方... 冰湖溃决洪水是一种严重的山地自然灾害,威胁着中国高寒区的居民及铁路公路等重要基础设施,自动高效的冰湖遥感制图方法是冰湖灾害评估、监测预警的基础,然而现有自动制图方法在实际冰湖提取应用上难以达到传统人工和半自动冰湖提取方法上的精度,仍需进一步提高。文章在原生UNet模型基础上,在各桥连接部分融合极化自注意力机制,将输入影像特征分别在空间和通道层保持高分辨率,并通过非线性合成输出细腻的特征,构建了一种改进的U-Net冰湖遥感深度学习制图方法,并将其成功应用在高原铁路关键区。研究结果表明:1)与PSPNet、DeepLabV3+、原生U-Net三种经典模型相比,改进模型在冰湖预测数据集上的各项指标上都有提升,精确率、召回率、交并比和F_1值分别达到了0.972 5、0.966 5、0.940 8和0.969 4,相较于原生U-Net网络,精确度、召回率、交并比和F_1值分别提高了5.01%、6.05%、10.73%和5.53%;2)基于Landsat-8卫星遥感数据,应用改进模型完成了2013—2022年帕隆藏布和易贡藏布案例区冰湖信息自动高效提取,如2020年冰湖总体精度为98.16%,与参照数据的重叠度达到96.66%,提取的精度满足冰湖灾害评估和监测预警研究需求,可用于铁路等重大工程沿线冰湖灾害防治的实践。 展开更多
关键词 遥感监测 冰湖灾害 深度学习 自注意力机制 u-net卷积神经网络
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FY-4 A/GIIRS反演夏冬季有云时大气温湿度廓线的精度评估
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作者 姚姝含 官莉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期130-142,共13页
FY-4A/GIIRS(Geostationary Interferometric Infrared Sounder)首次实现了地球静止轨道红外高光谱探测,可以连续获得高垂直分辨率的大气温度和湿度廓线信息。当GIIRS视场内有云存在时,目前Level 2业务大气温湿度垂直廓线产品只提供观... FY-4A/GIIRS(Geostationary Interferometric Infrared Sounder)首次实现了地球静止轨道红外高光谱探测,可以连续获得高垂直分辨率的大气温度和湿度廓线信息。当GIIRS视场内有云存在时,目前Level 2业务大气温湿度垂直廓线产品只提供观测视场内云顶以上高度的温度廓线,且不反演整个视场的湿度廓线。基于GIIRS辐射观测值用U-Net卷积神经网络算法实现了全天空大气温湿度廓线反演,包括晴空和全云覆盖视场,同时利用常规无线电探空观测资料对反演精度进行了检验。结果表明:U-Net算法有云视场的温湿度廓线反演能力与晴空相当,且夏季温度反演精度优于冬季,有利于灾害性天气多发季节的监测。在云系较活跃的夏季,随着视场内云量的增加温度廓线反演精度逐渐变高,表明该算法适用于有云时大气温度廓线反演,而湿度随着云量的增加反演均方根误差RMSE增大。视场内不同云光学厚度时温度反演误差相差不大,RMSE均在2.5 K左右,平均偏差ME在1 K以内,对流层高层薄云时反演误差相对而言较小。湿度反演随着云光学厚度的增大反演误差也增大,说明对于一定程度的薄云,GIIRS能够获得不错的反演精度。虽然U-Net算法物理意义不明确,但是能够快速实现全天空大气温湿度廓线反演,尤其在有云时能够获得更高的反演精度。 展开更多
关键词 FY-4 A/GIIRS u-net卷积神经网络 大气温湿度廓线 反演算法评估
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深度学习在遥感影像云检测中的应用 被引量:7
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作者 徐少壮 钟来星 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2021年第3期129-134,共6页
针对传统云检测算法对噪声敏感、提取轮廓不精确等问题,提出一种结合语义分割神经网络结构U-Net和后处理算法TTA(test time augmentation)的云检测方法,实现了高精度云检测的同时还很好地保留了云边缘轮廓。首先,利用U-Net网络的U型结... 针对传统云检测算法对噪声敏感、提取轮廓不精确等问题,提出一种结合语义分割神经网络结构U-Net和后处理算法TTA(test time augmentation)的云检测方法,实现了高精度云检测的同时还很好地保留了云边缘轮廓。首先,利用U-Net网络的U型结构挖掘云覆盖区域像元高级、低级特征;其次,通过TTA增强待云检测的影像特征,提升模型鲁棒性。实验结果表明,结合U-Net结构和TTA的云检测精度达到93.2%,高于其他传统算法约5%,解决了经典算法对噪声敏感的缺点,提高了仅使用U-Net时的云检测精度。 展开更多
关键词 云检测 u-net神经网络 TTA 深度学习 图像分割
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