基于改进DCGAN的钢轨表面缺陷图像扩充方法

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作者 闵永智 李嘉峰 王果 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期123-130,共8页

钢轨表面缺陷样本稀缺使得深度学习检测法在实际场景中表现不佳,针对传统数据增强方法得到的图像类型单一、多样性较低的问题,将注意力机制融入深度卷积生成对抗网络(DCGAN),提出一种Attention-DCGAN用于轨面缺陷图像扩充。具体地,将自... 钢轨表面缺陷样本稀缺使得深度学习检测法在实际场景中表现不佳,针对传统数据增强方法得到的图像类型单一、多样性较低的问题,将注意力机制融入深度卷积生成对抗网络(DCGAN),提出一种Attention-DCGAN用于轨面缺陷图像扩充。具体地,将自我注意力和通道注意力机制融入DCGAN的生成器和判别器,自我注意力可提高图像对全局信息的利用,通道注意力增强了图像中的通道依赖关系。使用Attention-DCGAN在自制轨面缺陷数据集和Type-I RSDDs数据集上进行实验,相比DCGAN,Attention-DCGAN在自制数据集上将IS(inception score)从1.74±0.02增加到1.77±0.04,FID(Fréchet inception distance)从137.75降低到130.64;在Type-I RSDDs上将IS从1.48±0.05增加到1.54±0.02,FID从153.96降低了142.85。结果表明Attention-DCGAN在两种数据集上均提高了生成图像的质量,可用于轨面缺陷图像的扩充,有助于提高有监督深度学习检测法在钢轨检测上的应用。 展开更多

关键词 钢轨表面缺陷 数据增强 深度卷积生成对抗网络 自我注意力 通道注意力

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NSST与引导滤波相结合的多聚焦图像融合算法 被引量：19

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作者 李娇 杨艳春 +1 位作者 党建武 王阳萍 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期145-152,共8页

为进一步提高融合图像的对比度和清晰度,提出一种非下采样剪切波变换(简称NSST变换)与引导滤波相结合的多聚焦图像融合算法.首先,利用NSST变换对多聚焦源图像进行多尺度、多方向分解;然后针对低频子带系数,通过计算局部区域改进拉普拉... 为进一步提高融合图像的对比度和清晰度,提出一种非下采样剪切波变换(简称NSST变换)与引导滤波相结合的多聚焦图像融合算法.首先,利用NSST变换对多聚焦源图像进行多尺度、多方向分解;然后针对低频子带系数,通过计算局部区域改进拉普拉斯能量和进行加权映射,构建初始融合权重,利用引导滤波修正初始融合权重,提出一种基于局部区域改进拉普拉斯能量和的引导滤波加权融合规则;针对高频子带系数,结合人眼视觉特性,通过计算显著信息、局部区域平均梯度、边缘信息和局部区域改进拉普拉斯能量和来构建初始融合权重,利用引导滤波修正初始融合权重,提出一种基于人眼视觉特征的引导滤波加权融合规则;最后,进行NSST逆变换,获得融合图像. 4组多聚焦源图像的仿真实验结果表明,无论是从主观评价还是客观评价上,与其余4种融合算法相比,本文算法均较好地保留多聚焦源图像的边缘轮廓、细节和纹理等信息,也无细节信息缺失,提高融合图像的对比度和清晰度. 展开更多

关键词 多聚焦图像融合 非下采样剪切波变换 人眼视觉特征 引导滤波 空间一致性

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自适应空间信息MRF的FCM遥感图像聚类 被引量：3

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作者 金秋含 王阳萍 杨景玉 《计算机工程与设计》 北大核心 2019年第8期2301-2305,共5页

针对传统的模糊C均值聚类算法在图像聚类时存在的不足,提出一种基于自适应空间信息MRF的FCM遥感图像聚类算法。利用空间引力模型和空间结构特征,构造一个自适应空间信息的马尔可夫随机场,将其引入到FCM模型中,使其能够自动平衡对噪声的... 针对传统的模糊C均值聚类算法在图像聚类时存在的不足,提出一种基于自适应空间信息MRF的FCM遥感图像聚类算法。利用空间引力模型和空间结构特征,构造一个自适应空间信息的马尔可夫随机场,将其引入到FCM模型中,使其能够自动平衡对噪声的不敏感并保留图像边缘细节的有效性,提高图像的聚类精度。为验证所提算法的有效性,利用不同的遥感图像进行实验,并与传统的聚类算法对比,实验结果表明,所提算法表现出更好的聚类效果。 展开更多

关键词 马尔可夫随机场 模糊C均值 遥感图像聚类 空间引力 空间结构特征

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基于改进的多模态神经网络图像描述方法 被引量：3

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作者 李柯徵 王海涌 《计算机应用与软件》 北大核心 2021年第9期153-159,共7页

图像描述是一项融合了自然语言处理和计算机视觉的综合任务,现有方法不仅存在描述性能不佳、缺失语义信息等问题,还存在模型结构与图像特征之间语义信息关联性不足的问题。针对这些问题,提出一种使用门控循环单元和卷积注意力模块进行... 图像描述是一项融合了自然语言处理和计算机视觉的综合任务,现有方法不仅存在描述性能不佳、缺失语义信息等问题,还存在模型结构与图像特征之间语义信息关联性不足的问题。针对这些问题,提出一种使用门控循环单元和卷积注意力模块进行优化的基于多模态神经网络的图像描述方法。为了验证方法的有效性,在MSCOCO2014数据集上进行实验对比,结果表明,改进方法在各项评价标准下的性能均优于原方法和其他经典算法,并且能够更好地处理图像里的关键信息和生成更加准确的图像描述句子。 展开更多

关键词 图像描述 多模态 门控循环单元 注意力机制 神经网络

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基于轻量化网络的遥感影像铁路沿线地物检测方法 被引量：3

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作者 韩淑梅 王阳萍 +3 位作者 于坤 杨景玉 张占平 任鹏百 《兰州交通大学学报》 CAS 2022年第5期42-51,80,共11页

针对无人机搜索和识别目标依赖于目标检测算法的快速性和准确性,以及经典目标检测算法模型结构复杂、计算性能要求高,难以满足移动或嵌入式目标检测任务中的实时性需求问题,提出一种轻量级模型YOLOv4-UAV用于铁路沿线地物目标快速精准检... 针对无人机搜索和识别目标依赖于目标检测算法的快速性和准确性,以及经典目标检测算法模型结构复杂、计算性能要求高,难以满足移动或嵌入式目标检测任务中的实时性需求问题,提出一种轻量级模型YOLOv4-UAV用于铁路沿线地物目标快速精准检测.该模型首先以YOLOv4为基础结构,引入轻量级MobileNetv3网络作为模型的特征提取网络以降低模型大小,从而提高检测速度;然后,在网络预测结果输出之前引入通道空间注意力机制以提高模型特征提取能力,提高网络性能;最后,提出一种基于差分进化的最优锚配置算法,以平衡所有地物目标类别的检测精度.实验结果表明:该方法有效降低了模型大小,同时提高了地物目标检测精度,能够运行于移动、嵌入式设备. 展开更多

关键词 地物检测 遥感影像 铁路沿线 轻量化网络 YOLOv4

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基于光流法检测来车的轨旁作业安全防护策略 被引量：2

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作者 周瑞鸿 林俊亭 《铁道标准设计》 北大核心 2019年第1期153-158,共6页

鉴于列车接近时预警缺失会使现场作业人员面临安全风险,并且现存的人工三点防护方法、基于雷达的车辆接近预警方法及其他方法并不完善,同时为实现对现场列车的准确检测,现提出一种基于光流法检测来车的轨旁作业人员安全防护策略。该策... 鉴于列车接近时预警缺失会使现场作业人员面临安全风险,并且现存的人工三点防护方法、基于雷达的车辆接近预警方法及其他方法并不完善,同时为实现对现场列车的准确检测,现提出一种基于光流法检测来车的轨旁作业人员安全防护策略。该策略利用光流法的视频检测方法检测铁路现场防护区段车辆的运动情况。算法采用两级判别结构,首先利用光流法捕捉视频中的运动物体,其次根据不同运动物体在视频中同一位置的不同面积占比,辨别视频中的运动物体是否为钢轨上行驶的列车。由铁路现场拍摄的视频实验可得,在现场视线较清晰的条件下,该防护策略能够准确检测到铁路防护区段行驶的列车,可为轨旁作业人员的安全提供技术保障。 展开更多

关键词 铁路防护 光流检测 光流场 视频处理 图像处理

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基于3D运动历史图像和多任务学习的动作识别 被引量：5

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作者 王松 党建武 +1 位作者 王阳萍 金静 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1495-1502,共8页

针对使用深度传感器采集的深度图像序列,在3D运动历史图像的基础上提出一种基于Gabor特征提取和多任务学习的人体动作识别方法。为了解决基于轮廓特征对运动历史图像不能充分表达的问题,引入Gabor滤波器组对3D运动历史图像进行特征提取... 针对使用深度传感器采集的深度图像序列,在3D运动历史图像的基础上提出一种基于Gabor特征提取和多任务学习的人体动作识别方法。为了解决基于轮廓特征对运动历史图像不能充分表达的问题,引入Gabor滤波器组对3D运动历史图像进行特征提取;为了刻画在不同时间维度上人体动作的变化过程,引入时域金字塔对动作视频进行划分;最后,为了挖掘动作识别任务间的相关性,采用多任务学习训练动作分类模型。实验结果表明,该方法可有效提高动作识别的准确率。 展开更多

关键词 人工智能 动作识别 3D运动历史图像 GABOR特征 多任务学习

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融合模糊统计纹理特征的多线索粒子滤波跟踪 被引量：1

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作者 金静 党建武 +1 位作者 王阳萍 申东 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期1111-1120,共10页

针对粒子滤波跟踪算法使用单一特征鲁棒性差,以及粒子重采样策略易导致粒子退化、贫化等问题,提出了一种基于多特征、多线索的改进粒子滤波跟踪方法。使用引入邻域关系的Histon直方图描述目标的颜色特征,并建立了一种稳健的模糊统计纹... 针对粒子滤波跟踪算法使用单一特征鲁棒性差,以及粒子重采样策略易导致粒子退化、贫化等问题,提出了一种基于多特征、多线索的改进粒子滤波跟踪方法。使用引入邻域关系的Histon直方图描述目标的颜色特征,并建立了一种稳健的模糊统计纹理特征(FSTF)表达空间纹理信息,然后将其自适应地与区域颜色特征融合构建多线索的观测模型。在粒子滤波跟踪过程中,使用基于K-means的粒子权重聚类进行更为准确的后验分布估计。在重要性重采样阶段,保留高权重粒子的同时基于当前目标状态的先验分布产生新粒子,避免了粒子退化并保证了粒子的多样性。在标准测试集上的实验结果表明:相比其他基于粒子滤波框架的跟踪算法,本文方法能够得到更高的跟踪精度和成功率。与其他效果突出的流行跟踪算法相比,本文方法能在光照变化、目标形变和背景扰动场景下取得更好的跟踪效果。 展开更多

关键词 信息处理技术 粒子滤波跟踪 Histon直方图 模糊统计纹理特征 多线索

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基于轻量级网络的铁路感兴趣区域异物侵限检测 被引量：2

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作者 陈永 卢晨涛 王镇 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期2405-2418,共14页

针对当前基于计算机视觉的铁路异物侵限算法存在错误预警、检测效率低、无法满足轻量级部署等问题,提出了一种基于轻量级网络的铁路感兴趣区域异物侵限检测方法。首先,采用透视变换和三次函数拟合的方法检测铁轨线,通过找到铁轨所在区域... 针对当前基于计算机视觉的铁路异物侵限算法存在错误预警、检测效率低、无法满足轻量级部署等问题,提出了一种基于轻量级网络的铁路感兴趣区域异物侵限检测方法。首先,采用透视变换和三次函数拟合的方法检测铁轨线,通过找到铁轨所在区域,扩展划分出危险区域和安全区域,得到铁路异物侵限检测的感兴趣区域。然后,利用稀疏化和通道剪枝方法对YOLOv3模型进行压缩,构建了轻量级铁路异物检测模型。最后,通过铁路数据集及现场实验进行测试表明,本文方法具有较高的检测精度和检测速度,本文轻量级模型参数空间减小为原有的1/5,检测速度是Faster R-CNN模型的3.4倍,YOLOv3模型的1.3倍,能够快速有效地检测出不同铁路场景危险区域的异物侵限,减少了错误预警。 展开更多

关键词 计算机应用 异物检测 感兴趣区域划分 轻量级网络 铁路

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基于改进U-net的遥感影像建筑物提取 被引量：27

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作者 任欣磊 王阳萍 +1 位作者 杨景玉 高德成 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第22期187-194,共8页

针对在遥感影像建筑物提取过程中,建筑物与周围环境信息混淆导致提取精度下降的问题,提出了一种低维特征信息增强的改进U型卷积神经网络(U-net)模型,用于遥感影像建筑物的提取。借鉴医学影像分割中应用广泛的U-net模型对建筑物进行提取... 针对在遥感影像建筑物提取过程中,建筑物与周围环境信息混淆导致提取精度下降的问题,提出了一种低维特征信息增强的改进U型卷积神经网络(U-net)模型,用于遥感影像建筑物的提取。借鉴医学影像分割中应用广泛的U-net模型对建筑物进行提取;考虑到在网络传播过程中低维细节信息逐级削弱,在特征金字塔中的特征图与扩张路径同级上的特征融合前,先与上一层级的特征图进行融合,进一步优化了提取结果的边缘提取精度。在覆盖范围约340km^2的遥感影像数据集上进行实验,结果表明本文提出的方法在交并比、像素精度和Kappa系数3个指标上的均值分别达到83.9%、92.8%和83.6%,均优于模糊C均值、全卷积网络与经典U-net方法。 展开更多

关键词 遥感 建筑物提取 U-net 神经网络 低维特征

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基于密度引力和多尺度多特征融合的遥感影像变化检测 被引量：7

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作者 金秋含 王阳萍 杨景玉 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第12期63-72,共10页

针对传统的多特征融合变化检测没有考虑不同特征对变化检测结果的影响及传统的马尔可夫随机场(MRF)变化检测质量受空间信息权重影响的问题,提出了基于密度引力和多尺度多特征融合的变化检测方法。在提取Gabor纹理特征的基础上,通过局部... 针对传统的多特征融合变化检测没有考虑不同特征对变化检测结果的影响及传统的马尔可夫随机场(MRF)变化检测质量受空间信息权重影响的问题,提出了基于密度引力和多尺度多特征融合的变化检测方法。在提取Gabor纹理特征的基础上,通过局部相似性度量和信息熵来获取纹理差异图像,利用变化矢量分析计算了光谱差异图像;采用自适应的方法融合了光谱差异和纹理差异;将密度引力模型与传统MRF相结合,构建了自适应权重的MRF模型,获取了差异图像的变化图。实验结果表明,该方法能够充分利用不同特征,而且能够更好地保持图像边缘细节,提高了变化检测精度。 展开更多

关键词 图像处理 变化检测 密度引力 多尺度多特征融合 马尔可夫随机场

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