作者单位
摘要
1 西安电子科技大学空间科学与技术学院,西安 710126
2 北京航空航天大学电子信息工程学院,北京 100191
3 北京空间机电研究所先进光学遥感技术北京市重点实验室,北京 100094
4 西安航天天绘数据技术有限公司,西安 710100
针对高分辨率遥感影像中道路形状结构错综复杂,出现窄小型道路提取错误或漏分的问题,提出一种基于空洞空间金字塔池化和注意力机制的轻量化遥感影像道路提取方法。首先,在原始高分辨率网络(HRNet)基础上,通过引入空洞空间金字塔池化模块,实现多尺度道路信息融合;再引入挤压激励通道注意力机制,增强网络特征表征质量;最后使用深度可分离卷积方法改进网络残差模块实现模型轻量化,以降低模型计算复杂度。在公开数据集上进行了模型性能测试,实验结果表明,文章所提算法的准确率、精确率、召回率、F1分数和平均交并比,相比原始HRNet分别提升了5.35 %、2.15 %、4.1 %、3.15 %和14.34 %,且减少了36.1 %的参数数量;相比其他网络,该算法突出了细小道路的特征,道路预测结果连续性、完整性好,并且模型小易于部署在实时检测设备中,有效改善了道路提取任务中错分和缺失的情况,是一种适应性更强、分割精度更高、更轻量化的多尺度道路提取算法。
道路提取 空间金字塔池化 通道注意力机制 可分离卷积 高分辨率网络 遥感影像 road extraction ASPP channel attention mechanism separable convolution High-Resolution Network remote sensing images 
航天返回与遥感
2024, 45(1): 111
刘敏豪 1,2王堃 1,2金睿蛟 1,2卢天 2李璋 1,2,*
作者单位
摘要
1 国防科技大学 空天科学学院,湖南 长沙 410000
2 国防科技大学 图像测量与视觉导航湖南省重点实验室,湖南 长沙 410000
旋转目标检测是遥感图像处理领域中的重要任务,其存在的目标尺度变化大和目标方向任意等问题给自动目标检测带来了挑战。针对上述问题,提出了一种改进的RoI Transformer旋转目标检测框架:首先,利用RoI Transformer检测框架获取旋转的感兴趣区域特征(rotated region of interest, RRoI)用于鲁棒的几何特征提取;其次,在检测器中引入高分辨率网络(high-resolution network, HRNet)提取多分辨率特征图,在保持高分辨率特征同时适应目标的多尺度变化;最后,引入KLD(Kullback-Leibler divergence)损失,解决旋转目标表示的角度周期性的问题,提高检测方法对任意方向目标的适应性,并通过旋转目标边界框参数的联合优化提升目标定位精度。本文提出的旋转目标检测方法,即HRD-ROI Transformer (HRNet + KLD ROI Transformer),在DOTAv1.0和DIOR-R两个公开数据集上与典型的旋转目标检测方法进行了比较。结果显示:相比于传统的RoI Transformer检测框架,本文方法在DOTAv1.0和DIOR-R数据集上检测结果的mAP(mean-average-precision)分别提高了3.7%和4%。
旋转目标检测 RoI Transformer 高分辨率网络 遥感图像目标检测 oriented object detection RoI Transformer high-resolution network object detection of remote sensing image 
应用光学
2023, 44(5): 1010
作者单位
摘要
1 上海海洋大学信息学院,上海 201306
2 上海建桥学院信息技术学院,上海 201306
针对常规目标检测器检测水下目标时存在特征提取困难、目标漏检等问题,提出一种改进CenterNet的水下目标检测算法。首先,使用高分辨率人体姿态估计网络HRNet代替CenterNet模型中的Hourglass-104骨干网络,降低模型参数量,提升网络推理速度;其次,引入瓶颈注意力模块,在空间维度及通道维度进行特征增强,使网络关注重要目标特征信息,提高检测精度;最后,构建特征融合模块,融合网络内部丰富的语义信息和空间位置信息,并利用感受野模块增强融合后的特征,提高网络多尺度目标检测能力。在URPU水下目标检测数据集上进行实验,与CenterNet相比,所提算法的检测精度可达77.4%,提升1.5个百分点,检测速度为7 frame/s,提升35.6%,参数量为30.4 MB,压缩84.1%,同时与其他主流目标检测算法相比具有更高的检测精度,在水下目标检测任务上更具优势。
机器视觉 水下目标检测 CenterNet 高分辨率网络 注意力机制 特征融合 
激光与光电子学进展
2023, 60(2): 0215001
作者单位
摘要
东北林业大学 信息与计算机工程学院,黑龙江 哈尔滨 150040
为了高效地对城市景观等复杂场景进行分割解析,本文结合高分辨率网络(HRNet),通过金字塔池化模块(Pyramid pooling module,PPM)补充全局上下文信息,提出了一个高分辨率场景解析网络。首先,以HRNet为基干特征提取网络,并利用空洞可分离卷积改进其大量使用的残差模块,在减少参数量的同时提高了对于多尺度目标的分割能力;其次,利用混合空洞卷积框架设计了多级空洞率,在稠密感受野的同时减小了网格问题的影响;然后,设计了多阶段的连续上采样结构以改进HRNetV2简单的后融合机制;最后,使用改进的可适应不同图像分辨率的金字塔池化模块聚合不同区域的上下文信息获得高质量的分割图。在城市景观数据集(CityScapes)上仅以16.4 Mbit的参数数量实现了83.3% MIOU的精度,在Camvid数据集也取得了良好的效果,实现了更加可靠、准确、低计算量的基于语义分割的场景解析方法。
深度学习 神经网络 语义分割 高分辨率网络 空洞卷积 deep learning neural network semantic segmentation high resolution network atrous convolution 
液晶与显示
2022, 37(12): 1598
作者单位
摘要
1 江西理工大学 电气工程与自动化学院,江西赣州34000
2 华南理工大学 计算机科学与工程学院,广东广州510006
针对皮肤病变图像分割时存在异物遮挡、特征信息缺失和病变区域误分割等问题,提出一种基于高分辨率复合网络的皮肤病变分割方法。该方法一是利用预处理操作细化和扩充皮肤病变图像,降低异物遮挡对网络分割性能的影响。二是利用高分辨率网络和多尺度稠密模块构建编码部分,高分辨率网络能够保证高清特征图全局传递,多尺度稠密模块能够最大化传递病变特征,减少图像特征信息缺失,精确定位皮肤病变区域。三是利用反向高分辨率网络和双残差模块构建解码部分,双残差模块在重建解码特征时能够捕获深层语义信息与空间信息,提高皮肤病变图像分割精度。在ISBI2016、ISBI2017和ISIC2018数据集上进行实验,其准确度分别为96.14%、93.72%和95.73%,Dice相似系数分别为93.16%、88.56%和92.00%,Jaccard指数分别为87.01%、77.19%和85.19%,其分割方法整体性能优于现有方法。仿真实验证明,高分辨率复合网络对皮肤病变图像具有较好的分割效果,为皮肤疾病的诊断提供了新窗口。
皮肤病变 图像分割 高分辨率网络 多尺度稠密模块 双残差模块 skin lesions image segmentation high-resolution network multi-scale dense module double residual module 
光学 精密工程
2022, 30(16): 2021
作者单位
摘要
1 东北林业大学 信息与计算机工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150040
2 东北林业大学 机电工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150040
针对经典语义分割算法中存在的模型庞大、训练困难以及多尺度目标分割等问题, 基于空洞空间金字塔池化(ASPP)和高分辨率网络(HRNet)提出了一种高效的多尺度图像语义分割方法。首先利用深度可分离卷积结合1*1卷积的方式改进了HRNet的基础模块, 减少了模型参数; 其次通过在全部的卷积层之后、修正线性单元(relu)激活函数之前添加批归一化层(BN)改善DeadRelu问题; 最后添加了使用混合扩张卷积框架重构的ASPP, 使用并行的上采样通道融合二者的优势, 获得空间精准的分割结果, 提出了Re-ASPP-HRNet。在公开数据集PASCAL VOC2012和CityScapes上的实验表明, 改进后的方法相比于原HRNet分别实现了0.8%、0.5%平均交并比的精度提升, 且减少了1/2的参数数量以及1/3占用内存。进一步提升了网络的性能, 实现了更加高效可靠、有普适性的多尺度语义分割算法。
语义分割 深度学习 神经网络 高分辨率网络 semantic segmentation deep learning neural network high resolution network 
液晶与显示
2021, 36(11): 1497
作者单位
摘要
陕西师范大学计算机科学学院, 陕西 西安 710119

针对传统的桥梁裂缝检测算法具有抗噪能力差和难以处理复杂背景的裂缝图像,以及常规深度学习图像分割算法存在空间精确度低的问题,提出一种基于多分辨率且具有较高空间精确度的桥梁裂缝检测方法。首先使用无人机采集桥梁图像,通过图像增强处理得到桥梁裂缝数据集。接着利用并行连接多分辨率子网和重复的多尺度融合,使检测模型在整个过程中保持高分辨率表示,同时在相同深度和相似水平的低分辨率表示的帮助下执行重复的多尺度融合以提升高分辨率表示,使得高分辨率表示中具有很强的高级语义特征。最后在数据集上对所提算法进行训练及验证。结果表明,所提算法的各项分割指标都有较为显著的提升,裂缝检测准确率高达93.8%,平均交互比达到85.48%。

图像处理 桥梁裂缝检测 语义分割 无人机数据采集 高分辨率网络 
激光与光电子学进展
2021, 58(12): 1210004

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