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基于Retinex理论的暗光图像增强算法

中国科技论文 2023年第11期18卷 1267-1274页

作者：徐勤功郭杜杜新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830046

为了解决现有的目标检测、跟踪等视觉算法在暗光场景下出现的检测率下降问题,提出了一种基于Retinex理论的暗光图像增强算法。在分解网络中将图像的暗通道作为先验补偿;在降噪网络中设计一种多分辨率递归集合模块,以避免上采样时损失信... 详细信息

为了解决现有的目标检测、跟踪等视觉算法在暗光场景下出现的检测率下降问题,提出了一种基于Retinex理论的暗光图像增强算法。在分解网络中将图像的暗通道作为先验补偿;在降噪网络中设计一种多分辨率递归集合模块,以避免上采样时损失信息,同时编码多尺度的上下文信息;在光照恢复网络中使用快速傅里叶变换和复数卷积进行高频信号增强。所提算法在公开数据集LOL、LSRW上的峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio,PSNR)和结构相似性(structural similarity,SSIM)指标分别达到了22.408 dB、0.875和18.901 dB、0.691,均优于当前主流算法。

关键词：暗光增强最大暗通道傅里叶变换多分辨率递归融合

零担物流时序预测的SARIMA-GRU-BPNN组合模型及应用

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计算机工程与应用 2024年第19期60卷 297-308页

作者：秦音郭杜杜周飞王庆庆王洋新疆大学智能制造现代产业学院乌鲁木齐830017 新疆大学交通运输工程学院乌鲁木齐830017

针对零担物流的需求物流量显著季节性、非线性和随机性特征使其预测难度大的问题,提出一种零担物流时序预测的SARIMA-GRU-BPNN组合模型的预测方法。使用季节性分解模型将物流量分解为趋势、季节性及残差,对趋势分量采用季节性差分自回... 详细信息

针对零担物流的需求物流量显著季节性、非线性和随机性特征使其预测难度大的问题,提出一种零担物流时序预测的SARIMA-GRU-BPNN组合模型的预测方法。使用季节性分解模型将物流量分解为趋势、季节性及残差,对趋势分量采用季节性差分自回归移动平均模型(SARIMA)拟合线性变化,对季节性分量采用门控循环神经网络(GRU)拟合季节性变化,对残差分量采用反向传播神经网络(BPNN)拟合非线性及随机性变化,组合重构得到最终预测值。实验结果表明,与自身单一模型SARIMA、GRU及BPNN相比,均方根误差(RMSE)分别降低31.5%、34.5%及47.1%;与其他单一模型灰色模型、支持向量机、长短期记忆网络及多元线性回归相比,RMSE分别降低71.3%、68.9%、54.4%及70.7%;与组合模型ARIMA-GRU、ARIMA-BPNN及ARIMA-SVM相比,RMSE分别降低31.0%、43.0%及56.1%,且趋势和季节性分量预测模型拟合优度达到92%和99%,有效降低整体预测误差,提升了预测精度和模型稳健性。

关键词：零担物流需求预测时序分解组合模型人工神经网络

基于改进DeepLabV3+的无人机高速公路护栏检测

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激光与光电子学进展 2024年第4期61卷 230-238页

作者：王洋郭杜杜王庆庆周飞秦音新疆大学智能制造现代产业学院新疆乌鲁木齐830017 新疆大学交通运输工程学院新疆乌鲁木齐830017

针对现有语义分割方法检测高速公路护栏时存在预测速度慢、分割精度低的问题,提出一种基于改进DeepLabV3+的无人机高速公路护栏检测方法。首先,采用MobileNetv2网络替换原模型的主干并输出中层特征,减少参数量的同时恢复降采样过程中丢... 详细信息

针对现有语义分割方法检测高速公路护栏时存在预测速度慢、分割精度低的问题,提出一种基于改进DeepLabV3+的无人机高速公路护栏检测方法。首先,采用MobileNetv2网络替换原模型的主干并输出中层特征,减少参数量的同时恢复降采样过程中丢失的空间信息;然后,采用密集连接扩张卷积改进空洞空间金字塔池化,以减少漏分割现象;最后,在编码器部分引入空间分组增强(SGE)注意力机制,减少错分割现象。实验结果表明,改进后模型平均交并比、平均像素准确率、画面每秒传输帧数达到了79.20%、87.89%、52.59,相比基础模型,分别提高了2.59%、2.93%、56.70%,参数量降低了78.85%,能够在保障模型预测速度的同时提高对护栏的分割精度。

关键词：图像处理语义分割无人机 DeepLabV3+ 注意力机制

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基于路网复杂度分区的轨迹分段地图匹配方法

计算机工程与应用 2024年第15期60卷 261-269页

作者：王庆庆郭杜杜王洋周飞秦音新疆大学智能制造现代产业学院乌鲁木齐830017 新疆大学交通运输工程学院乌鲁木齐830017

针对现有大多数地图匹配方法在城市复杂环境下难以有效平衡匹配速度和精度的问题,提出了一种基于路网复杂度分区的轨迹分段地图匹配方法。该方法包括路网分区和轨迹分段匹配两个部分。通过构建的路网复杂度分区模型将路网划分为复杂区... 详细信息

针对现有大多数地图匹配方法在城市复杂环境下难以有效平衡匹配速度和精度的问题,提出了一种基于路网复杂度分区的轨迹分段地图匹配方法。该方法包括路网分区和轨迹分段匹配两个部分。通过构建的路网复杂度分区模型将路网划分为复杂区域和非复杂区域;对复杂区域内的轨迹段采用改进的隐马尔可夫模型进行匹配,非复杂区域内的轨迹段采用基于几何拓扑的快速匹配模型进行匹配;将不同区域内匹配的轨迹段进行拼接,得到完整轨迹的匹配结果。为得到路网复杂度分区模型的最优参数,进行了11组不同参数设置的对比实验,并将最终结果与ST-matching和传统隐马尔可夫模型两种地图匹配方法匹配的结果进行对比。结果表明,在三个数据集的匹配准确率均在96%以上,比其他两种对比算法匹配时间减少了60%,在保证匹配准确率的前提下有效提升了匹配效率。

关键词：地图匹配路网分区轨迹分段隐马尔可夫模型几何拓扑

基于eCognition的高分辨率卫星影像的车辆检测实验设计

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实验技术与管理 2017年第7期34卷 42-45页

作者：郭杜杜逯国生新疆大学交通工程系武汉理工大学交通学院 69243部队

设计了利用eCognition进行高分辨率卫星影像的车辆检测实验的步骤,首先对目标影像选取关键参数进行多尺度分割;其次利用最小距离分类器进行分类,实验设计中将目标对象主要分为3类,即道路、汽车及其他类;最后以Worldview-1高分辨率卫星... 详细信息

设计了利用eCognition进行高分辨率卫星影像的车辆检测实验的步骤,首先对目标影像选取关键参数进行多尺度分割;其次利用最小距离分类器进行分类,实验设计中将目标对象主要分为3类,即道路、汽车及其他类;最后以Worldview-1高分辨率卫星影像进行了车辆检测的实验。实验结果表明,所设计的实验过程能达到车辆检测的目的并且精度较高,实验过程的简单直观,可用于交通信息技术及应用专业本科实验教学课程。

关键词：卫星影像车辆检测实验 eCognition 多尺度分割

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融合多尺度和频域特征的目标身份识别技术

火力与指挥控制 2024年第1期49卷 175-181,189页

作者：徐勤功郭杜杜赵亮周飞新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830049

拍摄设备、角度和光线的差异以及相似目标的干扰,给跨设备目标身份识别任务带来了严峻挑战。针对识别过程存在的类内差异和类间相似问题,提出了一种融合多尺度和频域特征的识别模型,在主干网络中加入注意力机制提高模型对高辨识特征的... 详细信息

拍摄设备、角度和光线的差异以及相似目标的干扰,给跨设备目标身份识别任务带来了严峻挑战。针对识别过程存在的类内差异和类间相似问题,提出了一种融合多尺度和频域特征的识别模型,在主干网络中加入注意力机制提高模型对高辨识特征的关注度;在分支网络中,设计了一种基于注意力的多尺度扩张融合模块对不同深度特征进行多粒度采样融合,增强网络的空间映射能力;在后处理阶段构造自学习的频域卷积模块,实现多尺度和频域特征的融合,利用频域信息提高度量相似目标的准确率。经过实验,算法在Veri776和VehicleID数据集的平均均值精度(mAP)和首次命中精度(Rank-1)分别获得了81.60%、97.20%和90.50%、85.30%,结果优于近些年主流方法,能够满足跨设备的多目标身份识别要求。

关键词：目标身份识别机器视觉频域卷积多尺度融合注意力机制

基于优化随机森林算法的浮动车GPS数据插补模型

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科学技术与工程 2022年第4期22卷 1656-1661页

作者：吕勤学郭杜杜李心赵亮新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830046

为改善浮动车全球定位系统(global positioning system,GPS)数据因采集过程中受到干扰造成数据缺失问题,通过分析法研究了浮动车GPS数据与交通流状态和道路线形之间的关联性,提出一种基于优化随机森林算法的浮动车GPS数据插补模型,该模... 详细信息

为改善浮动车全球定位系统(global positioning system,GPS)数据因采集过程中受到干扰造成数据缺失问题,通过分析法研究了浮动车GPS数据与交通流状态和道路线形之间的关联性,提出一种基于优化随机森林算法的浮动车GPS数据插补模型,该模型针对随机森林算法插补过程中,因自身的随机性而引起插补结果具有波动性问题,在结果输出部分引入权重因子,通过线性优化算法,调节权重因子大小使输出结果波动性降低的同时满足道路线形特征。实验对6名志愿者21 d的出行轨迹数据进行插补。结果表明:所构建的模型平均误差为12.3 m,相较于随机森林模型、决策树模型和线性回归模型分别减少14.9、24.3、239.3 m,可见采用优化随机森林算法建立的插补模型有效提升了浮动车GPS数据插补精度,为交通状态分析、地图匹配等应用提供数据基础。

关键词：浮动车全球定位系统(GPS)数据插补随机森林算法误差距离

基于改进YOLOX算法的光学卫星影像车辆目标检测

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传感器与微系统 2024年第7期43卷 132-135,140页

作者：张杰郭杜杜娄文郭凯新疆大学机械工程学院新疆乌鲁木齐830049 银江技术股份有限公司浙江杭州311400

为了改善光学卫星影像中车辆目标检测准确率低、速度慢的问题,提出一种基于改进YOLOX算法的卫星影像车辆目标检测方法。首先,以轻量化模型YOLOX的S版本为基线,采用CSPDarknet—53替换原主干特征提取网络,引入基于卷积块的注意力模块(CB... 详细信息

为了改善光学卫星影像中车辆目标检测准确率低、速度慢的问题,提出一种基于改进YOLOX算法的卫星影像车辆目标检测方法。首先,以轻量化模型YOLOX的S版本为基线,采用CSPDarknet—53替换原主干特征提取网络,引入基于卷积块的注意力模块(CBAM)提高特征提取时对车辆目标的关注度。其次,扩充主干特征提取网络输出尺度,并在特征强化提取部分设计了一个双向特征金字塔网络(BFP-net),采用亚像素卷积上采样、横向的跳跃连接和纵向的跨尺度连接实现对不同层级、尺度特征的复用,使得最后输出特征层充分融合了分类和定位信息。实验结果表明:本文算法对large-vehicle和small-vehicle两类车辆的检测准确率分别为88.98%和86.58%,相较于原算法,平均检测准确率提高了5.36%,检测速度达到了58.37fps,具有更好的检测效果。

关键词：光学卫星影像车辆检测尺度扩充注意力机制

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高分遥感影像的道路网提取实验设计

实验室研究与探索 2023年第8期42卷 25-29页

作者：郭杜杜王庆庆赵亮王洋新疆大学交通运输工程学院乌鲁木齐830046 新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830046

为了优化交通信息系统中规模化道路网的提取效果,设计了一套利用高分遥感影像进行道路网自动提取的实验流程。该设计对高分遥感影像进行卷积滤波和线性均衡预处理,使道路轮廓更加清晰;将多尺度分割与最邻近特征算法相结合,进行道路特征... 详细信息

为了优化交通信息系统中规模化道路网的提取效果,设计了一套利用高分遥感影像进行道路网自动提取的实验流程。该设计对高分遥感影像进行卷积滤波和线性均衡预处理,使道路轮廓更加清晰;将多尺度分割与最邻近特征算法相结合,进行道路特征的提取;针对初步提取结果中的断裂和边缘不平滑现象,使用形态学闭运算对提取的道路进行连贯性和平滑性优化;对提取的道路进行路网融合,实现道路网信息的有效提取及矢量化。实验结果表明,所设计的实验能达到道路网高精度自动提取,提取的总体精度达到0.95以上,Kappa系数达到了0.967。

关键词：高分遥感影像多尺度分割形态学运算道路网提取精度评价