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基于轻量级卷积Transformer的图像分类方法及在遥感图像分类中的应用

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电子与信息学报 2022年

作者：陈辉张甜陈润斌安徽理工大学计算机科学与工程学院

遥感图像具有复杂的整体结构和丰富的纹理特征，基于卷积神经网络(CNN)的遥感图像分类方法虽然能够捕获丰富的局部信息，但有限的感受野使其无法对全局信息建立长距离依赖关系，从而导致遥感图像分类的准确率不高。针对此问题，该文提...

遥感图像具有复杂的整体结构和丰富的纹理特征，基于卷积神经网络(CNN)的遥感图像分类方法虽然能够捕获丰富的局部信息，但有限的感受野使其无法对全局信息建立长距离依赖关系，从而导致遥感图像分类的准确率不高。针对此问题，该文提出一种基于轻量级卷积Transformer的遥感图像分类方法，首先在浅层网络中引入轻量级卷积神经网络以提取图像的局部纹理特征，然后在深层网络中引入多头自注意力来增强图像的全局信息依赖性，最后采用串联池化的方法优化特征并应用于图像分类。在RSSCN7和AID遥感图像数据集上进行实验，并与ResNet50、VGG16、ViT等图像分类方法进行实验对比。实验结果表明，该方法在RSSCN7和AID遥感图像数据集上的分类准确率最高，分别达到了98.21%和96.90%。此外，该方法的参数量为22 M，计算量为3.6GFLOPs，与其他图像分类方法相比，降低了参数量和计算量。通过设置不同批次大小的数据进行训练，进一步证明了该方法的鲁棒性。

关键词：

基于Transformer与重定位非极大值抑制的遥感目标检测算法

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基于Transformer与重定位非极大值抑制的遥感目标检测算法

作者：陈润斌安徽理工大学

学位级别：硕士

遥感图像目标检测作为遥感信息处理领域中的热点问题,在军事、航空等方面发挥着重要的作用。随着遥感图像采集技术的发展,大量清晰、高分辨率的遥感图像被用于目标检测。高分辨率遥感图像提供了目标的详细信息,可以帮助更好地对目标进... 详细信息

遥感图像目标检测作为遥感信息处理领域中的热点问题,在军事、航空等方面发挥着重要的作用。随着遥感图像采集技术的发展,大量清晰、高分辨率的遥感图像被用于目标检测。高分辨率遥感图像提供了目标的详细信息,可以帮助更好地对目标进行识别和定位。然而,遥感图像中复杂的背景以及尺度差异较大的目标使得各种目标检测算法无法准确地对不同尺度的遥感目标进行检测。针对上述问题,本文对特征提取、特征融合以及非极大值抑制算法进行了研究,主要研究内容如下:(1)针对遥感图像复杂的背景和多尺度目标,提出了一种基于Transformer的遥感目标检测算法。该算法采用Uniformer作为主干网络,利用其对全局信息建模的能力,以达到充分提取目标特征的目的。该算法进一步设计了一种自适应路径聚合网络,它利用卷积注意模块CBAM在不同层次特征图融合路径中对背景信息进行抑制,并引入新的路径用于融合同尺度的特征图,以增加特征图的特征信息,提高特征的表达能力。在模型训练过程中,使用了迁移学习的方法以提高模型的收敛速度。本文在RSOD、NWPU VHR-10以及DIOR数据集上对基于Transformer的遥感目标检测算法进行实验,并与当前流行的目标检测算法进行对比。实验结果表明,基于Transformer的遥感目标检测算法具有较好的检测性能。(2)针对传统NMS算法所选最优边界框定位准确性不高这一问题,提出一种面向遥感目标检测的重定位非极大值抑制(Relocation Non-Maximum Suppression,R-NMS)算法并且构建一种新的边界框距离度量方法替代交并比衡量边界框之间的距离。该算法选择类别置信度得分最高的候选框作为最优边界框,然后通过新的边界框距离度量方法获取最优边界框周围候选框的位置信息,接着利用位置信息对最优边界框执行重定位操作得到新的最优边界框。为了充分证明R-NMS算法的有效性,本文将R-NMS算法用于基于Transformer的遥感目标检测算法的后处理阶段,并与传统NMS算法以及Soft-NMS算法进行了实验对比。实验结果表明,基于Transformer的遥感目标检测算法结合R-NMS算法具有更好的检测性能。图[20]表[17]参[61]

关键词：遥感图像目标检测非极大值抑制算法 Transformer

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重定位非极大值抑制算法

光学精密工程 2022年第13期30卷 1620-1630页

作者：苏树智陈润斌朱彦敏蒋博文安徽理工大学计算机科学与工程学院安徽淮南232001 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室) 安徽合肥230031 安徽理工大学机械工程学院安徽淮南232001

非极大值抑制(Non-Maximum Suppression,NMS)算法作为目标检测任务的后处理算法,其作用是从候选框集合中选出最优边界框并抑制其他候选框。传统NMS算法选取类别置信度最高的候选框作为最优边界框,忽略了类别置信度与定位精度之间的相关... 详细信息

非极大值抑制(Non-Maximum Suppression,NMS)算法作为目标检测任务的后处理算法,其作用是从候选框集合中选出最优边界框并抑制其他候选框。传统NMS算法选取类别置信度最高的候选框作为最优边界框,忽略了类别置信度与定位精度之间的相关性,类别置信度高并不意味着该框的定位精度高。为了解决以上问题,提出一种新的重定位非极大值抑制(Relocation Non-Maximum Suppression,R-NMS)算法。选择类别置信度得分最高的候选框作为最优边界框,利用R-NMS算法提出的一种边界框距离度量方法替代交并比衡量边界框之间的距离。然后,获取最优边界框周围候选框的位置信息,利用位置信息对最优边界框执行重定位操作从而得到新的最优边界框。采用PASCAL VOC2012数据集进行测试,实验结果表明,与传统算法NMS和Soft-NMS相比,R-NMS算法在目标检测器YOLOv3上的mAP分别提高0.7%、0.5%,R-NMS算法在Faster-RCNN上的mAP达到80.83%。该算法能够有效提高目标检测器的检测精度。

关键词：计算机视觉深度学习目标检测非极大值抑制

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压力容器大型锻钢筒体的制造技术

化工装备技术 1989年第1期10卷 11-15页

作者：陈润斌镇海石油化工总厂

随着设备的大型化,近年来在石油化工(加氢、脱硫反应器)、电力(核电站反应堆压力容器)、煤的液化、气化等诸工业中的压力容器使用厚环状截面的锻钢件的场合越来越多,从而使筒体锻件的锻造技术成为设计制造压力容器的一个关键问题。我国... 详细信息

随着设备的大型化,近年来在石油化工(加氢、脱硫反应器)、电力(核电站反应堆压力容器)、煤的液化、气化等诸工业中的压力容器使用厚环状截面的锻钢件的场合越来越多,从而使筒体锻件的锻造技术成为设计制造压力容器的一个关键问题。我国在八十年代初开始自行设计制造锻焊式加氢反应器,其简体锻件是由北京重型机器厂制造的。

关键词：锻钢件筒体锻件压力容器筒体

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综合评价法在成套设备配套选型中的应用

石油化工技术经济 1989年第2期5卷 49-52页

作者：陈润斌

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基于实例归一化的通道注意力模块

计算机仿真 2024年第1期41卷 227-231页

作者：苏树智蒋博文陈润斌安徽理工大学计算机科学与工程学院安徽淮南232001

传统通道注意力模块在构建池化层和下采样层获取特征图通道权重时,不仅增加大量参数而且极大提高了模型的复杂度。为解决上述问题,提出一种实例归一化通道注意力模块(Instance Normalization Channel Attention Module,INCAM),通过采用... 详细信息

传统通道注意力模块在构建池化层和下采样层获取特征图通道权重时,不仅增加大量参数而且极大提高了模型的复杂度。为解决上述问题,提出一种实例归一化通道注意力模块(Instance Normalization Channel Attention Module,INCAM),通过采用实例归一化中的缩放变量度量方差来捕捉特征图通道权重,仅增加少量参数即可获得明显的性能增益。在CIFAR-100和CIFAR-10数据集上的大量实验表明,相对于原始的Res Net-50,嵌入INCAM的Res Net-50在Top-1 Error上降低了11.20%,而参数量仅增加了0.12%,并与其它注意力模块相比更加轻量和高效。

关键词：注意力模块卷积神经网络图像分类实例归一化残差网络

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基于心电人工智能的心脏年龄预测方法和应用

中华心律失常学杂志 2023年第4期27卷 303-310页

作者：章德云耿世佳魏国栋陈星月陈润斌赵庆豪刘兴鹏洪申达安徽心之声医疗科技有限公司合肥230088 哈特瑞姆-心之声联合实验室北京100020 北京大学人民医院心血管内科北京100044 首都医科大学附属北京朝阳医院心内科北京100020 北京大学健康医疗大数据国家研究院北京100191 北京大学医学部医学技术研究院北京100191

目的应用人工智能方法建立心脏年龄预测模型,评估其在真实世界心电数据上的心脏年龄预测效果。方法使用多个数据集对心脏年龄预测模型进行训练和验证。首先,获取20 s到数分钟心电图正常的12导联匿名心电图记录。该数据用于对模型的训练... 详细信息

目的应用人工智能方法建立心脏年龄预测模型,评估其在真实世界心电数据上的心脏年龄预测效果。方法使用多个数据集对心脏年龄预测模型进行训练和验证。首先,获取20 s到数分钟心电图正常的12导联匿名心电图记录。该数据用于对模型的训练、验证和测试(测试集)。其次,在一个大型的开源心电数据集(PTB-XL数据集)上对训练完成的模型进行了外部验证。该数据集包含来源于18869例患者的21799条10 s的心电图记录。其中,测试集和PTB-XL数据集为12导联数据集,提取测试集和PTB-XL数据集中I导联构建单导联测试集和单导联PTB-XL数据集。最后,在一个包含184749例真实世界采集到的单导联心电数据集(Heartvoice数据集)上对心脏年龄预测模型进行了真实世界验证。Heartvoice数据集来源于2020年6月至2022年12月手持式单导联心电记录仪采集到的184749例受试者的心电记录。以受试者的生理年龄为金标准对心脏年龄预测结果和心龄变异性(HAV)进行验证,利用平均绝对误差(MAE)衡量心脏年龄预测模型的准确性。结果测试集的MAE分别为4.79岁(12导联)和6.45岁(单导联),PTB-XL数据集的MAE分别为8.06岁(12导联)和10.08岁(单导联),Heartvoice数据集的MAE为7.28岁。相关性分析结果显示:测试集的相关系数分别为0.887(P<0.0001,12导联)和0.87(P<0.0001,单导联),PTB-XL数据集的相关系数分别为0.790(P<0.0001,12导联)和0.711(P<0.0001,单导联),Heartvoice数据集的相关系数为0.849(P<0.0001)。一致性分析结果显示:PTB-XL数据集的均值误差分别为(-6.00±21.46)岁(12导联)和(-4.88±17.46)岁(单导联),Heartivoice数据集的均值误差为(-5.99±14.98)岁。结论基于人工智能方法的心脏年龄预测模型在心脏年龄预测方面具有较高性能,心脏年龄预测结果的差异可对用户起到警示作用,有望实现心脏疾病早期预警。

关键词：心电描记术心脏年龄深度学习人工智能心龄变异性

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王之江：中国激光之父

自然辩证法通讯 2025年第1期 98-104页

作者：陈崇斌汪志荣浙江师范大学生命科学学院安徽师范大学物理与电子信息学院

王之江是中国应用光学理论体系的创立者和应用光学实践的学术带头人，中国激光科学事业的主要开创者，在应用光学、激光科学、激光武器探索以及现代光学等很多领域取得了重要成就。王之江的成功，既归功于其个人独特的学习和科研风格，... 详细信息

王之江是中国应用光学理论体系的创立者和应用光学实践的学术带头人，中国激光科学事业的主要开创者，在应用光学、激光科学、激光武器探索以及现代光学等很多领域取得了重要成就。王之江的成功，既归功于其个人独特的学习和科研风格，也有国家需要的有力推动。

关键词：王之江应用光学激光激光武器现代光学

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催化裂解装置掺炼减压渣油的生产实践

石油炼制与化工 2025年第1期56卷 131-137页

作者：赵长斌中海石油宁波大榭石化有限公司浙江宁波315812

某公司在2.2 Mt/a催化裂解(DCC)装置上进行了掺炼减压渣油(简称“减渣”)的生产实践。针对掺炼减渣后,混合原料性质变差对装置产品分布、产品性质、操作参数、催化剂剂耗、能耗、以及长周期稳定运行的影响进行了综合分析,并采取了相应... 详细信息

某公司在2.2 Mt/a催化裂解(DCC)装置上进行了掺炼减压渣油(简称“减渣”)的生产实践。针对掺炼减渣后,混合原料性质变差对装置产品分布、产品性质、操作参数、催化剂剂耗、能耗、以及长周期稳定运行的影响进行了综合分析,并采取了相应的应对措施。结果表明:通过将上游装置原料改为中轻质原油,改善了DCC装置掺炼减渣原料的品质;通过优化DCC装置掺炼比例,调整DCC装置操作参数,增加金属钝化剂加入量,加大催化剂置换量等一系列应对措施,削弱了原料残炭升高导致装置结焦倾向增大,以及Ni、Ca、Fe等重金属污染催化剂的不利影响,开创了同类装置掺炼减渣的先例,保证了装置安全平稳运行;当减渣掺炼比(w)达44.4%时,装置总液体收率降低1.61百分点,焦炭产率增加1.87百分点,能耗增加230.903 MJ/t。

关键词：催化裂解减压渣油原料优化催化剂钙