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面向海面目标检测的递归特征实例分割算法研究

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面向海面目标检测的递归特征实例分割算法研究

作者：刘高天长春理工大学

学位级别：硕士

基于遥感图像与深度学习方法实现海面目标智能化检测,对于完善国家海洋监管体系具有重大意义。目前海面目标检测以舰船检测为主体,主要存在以下问题:(1)遥感海面舰船数据较为缺乏。(2)由于遥感图像成像距离远,部分舰船目标尺度小、像素... 详细信息

基于遥感图像与深度学习方法实现海面目标智能化检测,对于完善国家海洋监管体系具有重大意义。目前海面目标检测以舰船检测为主体,主要存在以下问题:(1)遥感海面舰船数据较为缺乏。(2)由于遥感图像成像距离远,部分舰船目标尺度小、像素占比低进而导致检测效果较差。(3)由于舰船目标具有多变性,导致复杂海陆背景下易出现虚警和漏检。(4)受成像方式的影响,图像中舰船分布具有稀疏性。鉴于此,本文基于实例分割方法对遥感海面舰船目标检测展开研究。主要研究内容如下:1.针对舰船数据样本缺乏与遥感图像中小目标特征含量少导致检测效果较差的问题,论文首先参照通用数据集MS COCO建立了一个细粒度遥感海面舰船目标数据集,为后续研究提供有力的数据支撑。然后结合MS COCO与自建数据集对小目标检测问题展开分析,提出一种实例级遥感小目标数据增强方法,用于增加数据集中小目标的特征含量,改善小目标检测效果。最后通过小目标数据增强实验证明了该方法的有效性。2.针对遥感海面舰船目标检测过程中存在的小目标检测难、复杂背景干扰、目标分布稀疏等问题,提出一种基于递归特征的两阶段舰船实例分割算法。算法以Mask R-CNN为基准,首先设计了递归特征自适应融合网络强化模型特征提取能力,提升模型对小目标特征的敏感度。其次设计了全局上下文特征增强结构,加强模型对目标与环境关联性的理解,提升算法在复杂背景下精准定位目标的能力。最后引入Focal Loss优化分类损失,改善因目标分布稀疏加重的样本不平衡现象。引入CIOU Loss改进回归损失,进一步提高舰船检测准确率。经实验验证,该算法在海面舰船目标的检测上取得了良好的效果,具备有效性和可行性。3.针对两阶段算法性能受限于Anchor机制以及推理效率存在不足的问题,本文基于递归特征自适应融合网络提出一种Anchor-free的单阶段舰船实例分割算法。算法以PolarMask为基准,首先对递归特征自适应融合网络进行修改,降低了计算量,并将修改后的网络作为PolarMask的主干网络,强化模型的特征提取能力。其次设计了特征平衡子网,利用深度整合的均衡语义特征平衡各级特征图中的低、高级特征,提高模型对舰船尺度与形状特征的敏感度。最后设计了边缘监督子网,在不影响推理效率的同时改善由目标形状不规则导致掩膜分割结果存在边缘模糊影响检测精度的问题,进一步提高模型精度。实验结果表明,该算法在进行舰船目标检测时能较好地兼顾精度与效率,具备有效性和可行性。

关键词：海面目标检测遥感图像实例分割递归特征自适应融合网络

基于改进RFBNet算法的遥感图像目标检测

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吉林大学学报（理学版） 2021年第5期59卷 1188-1198页

作者：刘高天段锦范祺吴杰赵言长春理工大学电子信息工程学院长春130022 长春理工大学空间光电技术研究所基础技术实验室长春130022

针对遥感图像中的小目标存在信息少、易受背景干扰、特征表达较弱等缺陷,导致目前通用目标检测算法在对这类小目标进行检测时效果不理想的问题,为提高对遥感图像中小目标的检测能力,提出一种基于RFBNet的改进算法.该算法以RFBNet为框架... 详细信息

针对遥感图像中的小目标存在信息少、易受背景干扰、特征表达较弱等缺陷,导致目前通用目标检测算法在对这类小目标进行检测时效果不理想的问题,为提高对遥感图像中小目标的检测能力,提出一种基于RFBNet的改进算法.该算法以RFBNet为框架,首先利用自校正卷积取代特征提取网络中的常规卷积,以扩展感受野丰富输出,进而强化对弱特征的提取能力;然后设计多尺度特征融合模块,丰富浅层特征图的抽象信息;最后设计稠密预测模块,提前在较浅层整合上下文信息,使最后阶段的每层输出都含有丰富且联系紧密的多尺度特征信息.将该算法在数据集UCASAOD和NWPU VHR-10上进行实验,平均检测精度分别达83.4%和94.8%.实验结果表明,该算法有效提高了遥感图像中目标检测的精度,且针对遥感图像中的小尺度目标检测问题改善明显.

关键词：目标检测特征融合深度学习卷积神经网络遥感图像

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传染病预警模型应用及发展

武汉大学学报（医学版） 2023年第5期44卷 628-634页

作者：宋世鸿刘高天程少华马露江琦武汉大学护理学院湖北武汉430071 武汉大学人民医院湖北武汉430060 武汉大学公共卫生学院湖北武汉430071

传染病预警模型作为传染病预警系统中核心组成部分,通过特定算法将数据资料转化为预警决策的关键,是早期监测和防控传染病暴发的重要工具。随着传染病流行病学和计算机算法的快速发展,传染病预警模型的应用也日趋广泛并呈现多元化特点... 详细信息

传染病预警模型作为传染病预警系统中核心组成部分,通过特定算法将数据资料转化为预警决策的关键,是早期监测和防控传染病暴发的重要工具。随着传染病流行病学和计算机算法的快速发展,传染病预警模型的应用也日趋广泛并呈现多元化特点。本文对目前国内外常用的传染病预警模型的建模思想、算法特点、应用场景以及人工智能方法应用等进行梳理,希望能为传染病预警模型的研究、设计以及当前我国疫情防控工作提供参考。

关键词：传染病预警模型人工智能

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基于空洞循环卷积的近红外图像彩色化方法

光学技术 2022年第6期48卷 742-748页

作者：高美玲段锦莫苏新刘高天赵伟强张昊长春理工大学电子信息工程学院吉林长春130022

针对近红外图像彩色化过程中存在近红外与可见光图像间模态差异较大、图像域样式不佳而导致其彩色化结果出现色彩纹理不吻合的问题,提出一种基于空洞循环卷积的近红外图像彩色化方法。改进CycleGAN网络,利用级联结构和空洞卷积块的优势... 详细信息

针对近红外图像彩色化过程中存在近红外与可见光图像间模态差异较大、图像域样式不佳而导致其彩色化结果出现色彩纹理不吻合的问题,提出一种基于空洞循环卷积的近红外图像彩色化方法。改进CycleGAN网络,利用级联结构和空洞卷积块的优势设计了一种名为空洞级联模块,该模块采用编解码级联结构,代替原模型残差网络中的单向连接结构,进行特征通道的级联。在编解码级联层中引入空洞卷积模块,利用空洞卷积不损失图像纹理细节的优势,进一步提取不同尺度的近红外图像特征信息,最后通过解码将近红外灰度图像上色成彩色近红外图像。算法在生成网络中采用空洞级联方式改善误着色问题;在判别网络中引用感知损失函数改善网络收敛速度慢的问题。并且在NIR_VIS数据集上开展验证和分析。实验结果表明,所提方法提升效果明显,更好地保持了原目标的结构及色彩纹理特征,有效地提升了近红外图像的可视化效果。

关键词：近红外图像彩色化空洞级联对抗生成网络

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基于注意力特征融合的图像去雾算法

吉林大学学报（理学版） 2023年第3期61卷 567-576页

作者：钱旭淼段锦刘举陈广秋刘高天梁丽平长春理工大学电子信息工程学院长春130022 长春理工大学空间光电技术研究所基础技术实验室长春130022

针对雾天环境下图像采集过程中出现的细节丢失、颜色失真、对比度下降等问题,提出一种基于注意力特征融合的图像去雾算法.首先,该算法采用注意力机制原理设计一个特征融合模块,将通道注意力和像素注意力相结合,利用不同通道的特征加权... 详细信息

针对雾天环境下图像采集过程中出现的细节丢失、颜色失真、对比度下降等问题,提出一种基于注意力特征融合的图像去雾算法.首先,该算法采用注意力机制原理设计一个特征融合模块,将通道注意力和像素注意力相结合,利用不同通道的特征加权信息不同且雾霾在不同像素分布不均匀的特点,根据特征图的重要程度为其赋予不同的权重,解决了传统算法中雾气残留以及颜色失真的问题;其次,在网络的解码器中加入“增强-操作-减去”的增强策略,解决了去雾后图像细节丢失的问题;最后,为更好地恢复图像质量,采用混合损失函数对网络参数进行训练.实验结果表明,该算法在公开数据集RESIDE上较对比算法PSNR值提高了1.88 dB.

关键词：图像去雾特征融合注意力机制增强模型雾霾天气

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数智时代的社会注意力：转向、风险与应对

理论与改革 2025年

作者：阎国华高天宇中国矿业大学马克思主义学院

数智技术的纵深发展让人类文明正在经历一场多要素、立体化和全景式变迁。在测度技术和牵引途径持续数智化的基础上，社会注意力呈现显著的涌现、分化和扩张态势，不断营造不同于以往的现代图景。由于被塑形、被影响以及被建构的痕迹日... 详细信息

数智技术的纵深发展让人类文明正在经历一场多要素、立体化和全景式变迁。在测度技术和牵引途径持续数智化的基础上，社会注意力呈现显著的涌现、分化和扩张态势，不断营造不同于以往的现代图景。由于被塑形、被影响以及被建构的痕迹日益凸显，社会注意力不再局限于一种心理和生理行为，而是成为一种复杂的社会行为，表现出资源属性加速凸显、配置机制不断健全和影响维度渐趋复杂等显著特征。伴随数据化、资源化、社会化的现代转向，社会注意力也相应面临失向风险，如区隔加深阻碍公共精神发展、分布离散弱化主流价值传播、秩序流变诱使话语结构失衡和操纵强化加剧意识形态斗争等问题。为此，需通过把握社会注意力配置的适度张力、警惕社会注意力配置的数据遮蔽、防范社会注意力配置的不良操纵以及深化社会注意力配置的科学引领等举措来保障数智时代社会注意力的规范有序与效能彰显。

关键词：数智时代社会注意力数智技术意识形态斗争主流价值传播注意力经济

基于GC-IMS技术的浓香型白酒等级判别方法研究

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中国食品学报 2025年

作者：王娜廖源高天容甘露王健王明中国食品发酵工业研究院宁夏大学食品科学与工程学院泸州老窖股份有限公司

为探究不同等级浓香型白酒挥发性物质差异及其贡献程度，采用感官品评、气相色谱-离子迁移谱技术（GC-IMS）结合化学计量学方法对不同等级浓香型白酒的挥发性物质进行检测分析。经GC-IMS检测可筛选出41个能够表征三个等级白酒挥发性物... 详细信息

为探究不同等级浓香型白酒挥发性物质差异及其贡献程度，采用感官品评、气相色谱-离子迁移谱技术（GC-IMS）结合化学计量学方法对不同等级浓香型白酒的挥发性物质进行检测分析。经GC-IMS检测可筛选出41个能够表征三个等级白酒挥发性物质差异的变量，包括酯类13种、醇类8种、酮类6种，醛类3种以及其他类化合物4种。基于41个变量的峰体积进行主成分分析（PCA）和偏最小二乘判别分析（PLS-DA）。结果显示，PCA前两个主成分累计贡献率达到80.1%，可将不同等级酒样进行有效区分；PLS-DA依据变量重要性投影可筛选出17种特征性标志物，对以上物质绘制聚类热图以区分香气物质对不同酒样的贡献程度，并构建K近邻模型（KNN），K为5时判别准确率达到100%。该研究方法可以为浓香型白酒等级划分的快速评估提供理论依据。

关键词：浓香型白酒质量等级气相色谱-离子迁移谱挥发性物质偏最小二乘判别分析

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超浅埋大盾构近距离下穿市政隧道控制技术

水利水电技术(中英文) 2025年

作者：温晓虎高天增吴彬吴飞杨建烽广州地铁集团有限公司中国交通建设股份有限公司中交隧道工程局有限公司

以广州地铁十二号线云溪公园站—小金钟站区间左线大盾构下穿金园路隧道为例，研究了在上软下硬复杂地层条件下大盾构近距离下穿对既有市政隧道沉降变形的影响。通过采取不同阶段的保护对策及技术方案，对大盾构下穿金园路隧道设计和施... 详细信息

以广州地铁十二号线云溪公园站—小金钟站区间左线大盾构下穿金园路隧道为例，研究了在上软下硬复杂地层条件下大盾构近距离下穿对既有市政隧道沉降变形的影响。通过采取不同阶段的保护对策及技术方案，对大盾构下穿金园路隧道设计和施工进行了指导。综合运用理论分析，通过对金园路隧道保护设计方案的比选论证，最终确定采用在变形缝位置设置混凝土箱涵的方案。在大盾构下穿金园路隧道的施工过程中，采取了掘进控制、径向孔注浆、管片壁后深孔注浆及加密监测频率等措施，有效解决了沉降变形控制技术难题，为类似工程提供了借鉴参考。

关键词：大盾构近距离下穿上软下硬沉降变形

基于网络药理学、分子对接和动物实验探讨枳术汤调控巨噬细胞极化改善儿童肥胖脂肪组织炎症的作用机制

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中国中药杂志 2025年第1期 228-238页

作者：殷永凯牛昶淼梁莉婷淡漠高天启秦艳虹燕小宁山西中医药大学第三临床学院山西省中西医结合医院山西中医药大学第一临床学院

运用网络药理学和分子对接技术探讨枳术汤调控巨噬细胞极化改善儿童肥胖脂肪组织炎症的作用机制，并进行动物实验验证。使用中药系统药理学数据库与分析平台（TCMSP）筛选枳术汤的活性成分和作用靶点；通过GeneCards、OMIM、DisGeNET数... 详细信息

运用网络药理学和分子对接技术探讨枳术汤调控巨噬细胞极化改善儿童肥胖脂肪组织炎症的作用机制，并进行动物实验验证。使用中药系统药理学数据库与分析平台（TCMSP）筛选枳术汤的活性成分和作用靶点；通过GeneCards、OMIM、DisGeNET数据库搜集儿童肥胖脂肪组织炎症相关靶点，绘制药物-疾病靶点交集图；利用STRING数据库构建蛋白-蛋白互作（PPI）网络筛选核心靶点；通过R语言进行基因本体论（Gene Ontology, GO）功能和京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG）通路富集分析；利用AutoDock软件对核心靶点和活性成分进行分子对接分析。将24只SPF级6周龄C57B/6J雄性小鼠适应性饲养1周，随机选取8只作为空白组，其余16只通过8周的高脂饲料喂养构建高脂肪饮食诱导小鼠肥胖模型，造模成功后将16只小鼠随机分为模型组和枳术汤组，每组8只。枳术汤组灌胃给药干预14 d,每日1次，空白组和模型组给予等量无菌双蒸水（ddH2O）灌胃。末次灌胃后取小鼠血清和腹股沟脂肪组织进行检测。通过苏木素-伊红（HE）染色观察腹股沟脂肪组织形态，酶联免疫吸附（ELISA）法检测炎症因子白细胞介素-6（IL-6）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）含量，免疫荧光染色检测巨噬细胞标记分子一氧化氮合酶（iNOS）和表皮生长因子样激素受体1（F4/80）蛋白表达。网络药理学显示，从枳术汤中筛选出木犀草素、柚皮素、川陈皮素等主要活性成分，核心靶点15个；KEGG通路富集分析发现涉及核因子κB（NF-κB）关键信号通路；分子对接显示，枳术汤活性成分与核心靶点结合良好；动物实验显示，与模型组相比，枳术汤组小鼠腹股沟脂肪组织中炎症细胞分布明显减少，血清TNF-α、IL-6含量明显降低（P<0.05,P<0.01）,巨噬细胞标记分子iNOS和F4/80蛋白表达明显降低（P<0.05）。结果表明，枳术汤中的活性成分木犀草素、柚皮素和川陈皮素通过抑制脂肪组织巨噬细胞的聚集，下调其经典激活的巨噬细胞（M1）型极化，减少炎症因子IL-6和TNF-α的表达，从而改善肥胖小鼠脂肪组织炎症。

关键词：枳术汤儿童肥胖脂肪组织炎症巨噬细胞网络药理学