1 西安工业大学 电子信息工程学院，陕西 西安 710021
2 西安工业大学 发展规划处，陕西 西安 710021
3 西安工业大学 机电工程学院，陕西 西安 710021
为解决X射线底片焊缝缺陷分割精度不高、边界信息模糊的问题，本文提出一种改进的Dilated_Pooling_Unet（DP_Unet）网络分割模型。首先，在上下采样间加入编解码信息提取模块DP_block，旨在下采样后最大限度地保留原始缺陷语义信息及减少连续卷积与池化操作造成的损失；然后，在模型中添加GAM注意力机制重点关注焊缝缺陷部分，有效提升缺陷特征通道的学习能力，降低背景噪声影响；最后，提出一种融合二元交叉熵和DiceLoss的混合损失函数，用于解决网络训练时不均衡的正负类数据问题。实验数据集由公开数据集GDX-ray缺陷数据集组成。实验结果表明，本文所提方法在GDX-ray数据集上有较好表现，Dice值达到了93.45%，与基线算法相比均有显著提高。该方法具有良好的分割性能，优于传统的分割算法，有效提高了底片焊缝缺陷分割精度。
焊接检测 缺陷分割 DP_Unet 注意力机制 welding detection defect segmentation DP_Unet attention mechanism
1 西安工业大学 兵器科学与技术学院，陕西 西安 710021
2 西安工业大学 发展规划处，陕西 西安 710021
3 西安工业大学 电子信息工程学院，陕西 西安 710021
4 西安工业大学 光电工程学院，陕西 西安 710021
针对现有人体姿态估计网络在追求高精度检测时，网络结构设计复杂、模型参数量较大、检测效率较低的问题，本文提出了一种基于自适应特征感知的轻量级人体姿态估计算法。首先利用轻量化Ghost模块重构人体姿态估计的特征提取网络，减少网络参数量；其次设计了一种轻量级自适应特征感知的注意力机制，在降低网络模型复杂度的同时加强通道间信息有效交流，有效改善关键点定位效果；最后采用Huber Loss损失函数优化模型训练，实现异常点的更优预测，增强模型鲁棒性。在COCO数据集上进行验证，实验结果表明，与基准RMPE算法相比，改进后模型的检测精度提升了约0.5%，参数量减少了56.0%，网络运算量降低了32.6%，模型体积压缩了约57.0%，模型检测速率提升约2.1倍。本文改进后的人体姿态估计模型在压缩模型体积的同时提高了检测效率，增强了模型鲁棒性。
人体姿态估计 轻量化 自适应特征感知 Ghost模块 Huber Loss human pose estimation lightweight adaptive feature perception ghost module Huber Loss
1 西安工业大学电子信息工程学院，陕西 西安 710021
2 西安工业大学本科生院，陕西 西安 710021
3 北京微电子技术研究所，北京 100000
针对现有利用可见光与红外模态融合的行人目标检测算法在全天候环境下漏检率高的问题，提出一种基于光照感知权重融合的多模态行人目标检测算法。首先，使用引入高效通道注意力（ECA）机制模块的ResNet50作为特征提取网络，分别提取两个模态的特征；其次，对现有光照加权感知融合策略进行改进，通过设计一种新的光照感知加权融合机制获取可见光与红外模态的对应权重，并进行加权融合得到融合特征，从而降低算法的检测漏检率；最后，将从特征网络最后一层提取的多模态特征和生成的融合特征共同送入到检测网络，完成行人目标检测。实验结果表明，所提算法在KAIST数据集下具有良好的检测性能，在全天候下对行人目标的检测漏检率为11.16%。
多模态图像融合 注意力机制 光照感知权重融合 行人检测 激光与光电子学进展
2023, 60(16): 1610008
1 内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院, 呼和浩特 010018
2 内蒙古综合交通科学研究院有限责任公司, 呼和浩特 010010
通过控制泥粉的含量测出不同亚甲蓝(MB)值, 研究不同MB值对机制砂混凝土力学性能的影响规律, 并分析孔隙结构特征与力学性能的关系, 引入灰色关联熵, 建立机制砂混凝土孔隙结构和孔径类别对抗压强度的关系模型。结果表明, 机制砂混凝土的工作性能随MB值增加逐渐变差。机制砂混凝土的抗压强度与劈裂抗拉强度随MB值增加均呈先增大后减小趋势, 28 d龄期MB值为1.10时强度最大, 此时机制砂混凝土的T2谱面积、孔隙度、束缚流体饱和度与100 nm以上有害孔占比均达最小值。自由流体饱和度与100 nm以下有害孔占比呈先增大后减小趋势, 在MB值为1.10时达最大值, 随后占比随MB值增大而减小, MB值为2.00时达最小值。通过引入灰熵关联度得出束缚流体饱和度和无害孔对抗压强度的关联度最大, 并在此基础上建立GM(1,3)模型, 7和28 d龄期的模型预测值和试验值的平均相对误差分别为0.47%和0.26%。
MB值 机制砂混凝土 泥粉 力学性能 灰熵关联度 孔隙结构 MB value manufactured sand concrete mud powder mechanical property grey entropy correlation degree pore structure
1 西安工业大学兵器科学与技术学院，陕西 西安 710021
2 西安工业大学计算机科学与工程学院，陕西 西安 710021
3 西安工业大学发展规划处，陕西 西安 710021
4 西安工业大学电子信息工程学院，陕西 西安 710021
水下环境存在光线差、噪声大等复杂情况，导致传统水下目标检测方法检测精度较低、漏检率较高。针对上述问题，在现阶段通用的Faster R-CNN的基础上，提出一种自动色阶与双向特征融合的水下目标检测算法。首先，采用自动色阶对水下模糊图像进行增强处理；其次，采用PAFPN进行双向特征融合，以增强对浅层信息的表达能力；然后，在训练前后均引入柔性非极大值抑制（Soft-NMS）算法，来修正并生成候选目标区域；最后，采用FocalLoss函数，解决正负样本分配不均衡的问题。实验结果表明，所提算法在URPC2020数据集上的检测准确率可达59.7%，召回率可达70.5%，相比现阶段通用的Faster R-CNN算法，分别提高了5.5个百分点和8.4个百分点，有效提高了水下目标检测的准确率。
目标检测 图像增强 特征金字塔 柔性非极大值抑制 FocalLoss函数 激光与光电子学进展
2023, 60(6): 0610012
1 西安工业大学光电工程学院, 陕西 西安 710021
2 西安工业大学电子信息工程学院, 陕西 西安 710021
3 西安工业大学机电工程学院, 陕西 西安 710021
火炮**瞄准镜标定的性能指标好坏直接影响首发命中概率,为了提高火炮稳像标定精度,建立了一种拟合标定模型。构建融合频域滤波的阈值分割模型消除成像灰度级不均匀的影响,构建长直线拟合模型实现火炮稳像靶心的标定,构建标定定位轴模型实现稳像精准标定检测。所提方法可有效地消除成像灰度级不均匀现象,具备较好的分割去噪效果,横纵向标定长直线的拟合相关系数分别为0.995646和0.993913,横纵向坐标标定误差分别为小于等于0.15%和小于等于0.005%。实验结果表明,所提标定方法可精准地实现火炮瞄准镜的标定检测。
图像处理 火炮稳像标定 阈值分割 拟合模型 标定轴模型 光学学报
2021, 41(15): 1510001
1 西安工业大学电子信息工程学院, 陕西 西安 710021
2 西安工业大学机电工程学院, 陕西 西安 710021
在错综复杂、瞬息万变的作战环境中,敌方干扰及传感器性能局限等因素易导致获取的战场信息不充分。为使无人机在信息不充分条件下具备威胁评估的能力,提出基于小数据集的贝叶斯网络(BN)威胁评估建模方法。从小数据集条件下BN结构学习和参数学习的两个问题入手,利用Bootstrap方法获取的约束矩阵作为评分函数上的约束项,提出一种基于小数据集的BN结构学习算法,并提出一种基于区间先验约束的BN参数学习算法。仿真结果表明,与传统BN学习算法相比,本文提出的小数据集条件下BN学习算法在UAV威胁评估建模中具有更高准确性和可用性。
遥感 贝叶斯网络 小数据集 矩阵化约束 无人机 威胁评估 激光与光电子学进展
2021, 58(16): 1628001
西安工业大学电子信息工程学院, 陕西 西安 710021
为了解决消费级无人机(UAV)视频图像在传输过程中出现的高时延、低可靠性等问题,提出一种适用于消费级无人机的视频传输算法。发送图像时,对视频流进行分帧分片,采用分量变换,对Y,Cr,Cb三分量进行三级离散小波正变换、位平面分解、组织编码、并行传输处理。接收过程与发送过程相逆,将接收的完整图像存入二级缓存区以进行后续处理。小波变换保证了图像传输的可靠性,图像编码减轻了图像传输的负荷,图像并发及二级缓存接收进一步提高了图像的实时性。在传输距离为20m的WIFI环境下,对分辨率为640×480、1280×720图像分别进行测试。640×480图像下,接收帧率均值为47.7frame/s,时延均值为35.7ms,结构相似性(SSIM)均值为0.984,方均根误差(RMSE)均值为1.61;1280×720图像下,指标依次为28.8frame/s、45.9ms、0.978、2.68。实验结果表明,当消费级无人机在超低空拍摄时,所提算法能够满足高清视频流实时可靠传输的要求,也可应用在其他图像传输领域。
图像处理 离散小波正变换 离散小波逆变换 图像二级缓存 小波逼近 高清视频传输 激光与光电子学进展
2020, 57(24): 241021
西安工业大学电子信息工程学院, 陕西 西安 710021
针对图像和视频中多人姿态估计存在人体边界框定位不准确、困难关键点检测精度有待提高等问题,设计了一套基于自顶向下框架的实时多人姿态估计模型。首先将深度可分离卷积加入目标检测算法中,提高人体检测器运行速度;然后基于特征金字塔网络结合上下文语义信息,采用在线难例挖掘算法解决困难关键点检测精度低的问题;最后结合空间变换网络与姿态相似度计算,剔除冗余姿态,改善边界框定位准确性。本文提出模型在2017MS COCO Test-dev数据集上的平均检测精度比Mask R-CNN模型提升了14.84%,比RMPE模型提升了2.43%,帧频达到 22 frame/s。
图像处理 多人姿态估计 空间变换网络 语义信息 姿态距离 激光与光电子学进展
2020, 57(2): 021006
