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图像识别中的深度学习模型剪枝技术

南京理工大学学报 2023年第5期47卷 699-707页

作者：张玉武海林凡超黄福玉刘毅志郑州师范学院信息科学与技术学院河南郑州450044 中国科学技术大学信息科学技术学院安徽合肥230026 北京中科研究院北京100094 湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南湘潭411201

为了探索用少量的图像数据指导模型剪枝,同时缩短确定裁剪哪些卷积核的时间,该文提出了一种基于卷积核输出特征图的和值的期望进行模型剪枝的策略。将少量的图像输入剪枝前的深度学习模型中,将同一层卷积核输出的特征图根据和值的期望... 详细信息

为了探索用少量的图像数据指导模型剪枝,同时缩短确定裁剪哪些卷积核的时间,该文提出了一种基于卷积核输出特征图的和值的期望进行模型剪枝的策略。将少量的图像输入剪枝前的深度学习模型中,将同一层卷积核输出的特征图根据和值的期望进行排序,按照一定的剪枝率剪去较小期望值对应的卷积核。根据该文提出的模型剪枝策略,在3个通用的公开数据集CIFAR-10、CIFAR-100、ILSVRC-2012上进行了测试,并与目前主流的一些模型剪枝算法进行了对比。实验证明,该文提出的模型剪枝策略在VGG-16-BN上参数量压缩87.3%,每秒浮点运算次数(FLOPs)压缩78.6%,该模型在CIFAR-10上仍能达到93.19%的分类识别精度。在CIFAR-100数据集上,模型剪枝策略在ResNet-56上FLOPs压缩67%,仍能达到67.96%的分类识别精度。

关键词：深度学习图像识别模型剪枝特征图的和值期望

图像识别技术在高炉风口识别与监测中的应用前景探索

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钢铁 2024年第5期59卷 56-70页

作者：段一凡刘然刘小杰李欣袁雪涛吕庆华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210 河钢集团有限公司唐山分公司河北唐山063020

通过提取高炉风口视频数据的帧图像,并结合先进的图像识别算法监测高炉风口区域的工作状态,实时分析相应的高炉调参策略,有利于降低高炉风口的休风率与时长,同时弥补现阶段依靠人工经验判断风口状态存在的响应滞后、结果不准确的工艺缺... 详细信息

通过提取高炉风口视频数据的帧图像,并结合先进的图像识别算法监测高炉风口区域的工作状态,实时分析相应的高炉调参策略,有利于降低高炉风口的休风率与时长,同时弥补现阶段依靠人工经验判断风口状态存在的响应滞后、结果不准确的工艺缺陷,保证高炉的长期稳定顺行。以国内某钢铁厂在2023年6月1日—6月31日的风口视频数据为基础,梳理了高炉炼铁过程中4种常见的风口异常状况,并结合炼铁原理分析了主要原因及应对措施,包括挂渣、涌渣、断煤和漏水。然后总结了图像识别技术在高炉风口识别与监测中的应用路线,包括图像预处理、风口的识别与预警和专家经验的植入3个阶段,同时对目前应用较广的图像识别算法进行了介绍,包括卷积神经网络、Transformer机制和图神经网络,并对后2种算法进行了肯定。最后,基于图卷积神经网络开发了关于高炉风口的监测与分析系统1.0版本,并对其功能进行了简要介绍。秉持低延时与高精度的发展原则,通过对风口异常和图像识别算法的梳理探究未来高炉风口图像识别的应用路线,为钢铁企业选择合理的风口监测技术,提升风口识别与监测领域的智能化水平提供一种理论参考。

关键词：高炉风口监测风口异常图像识别智能化建设高炉炼铁

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图像识别技术在鸡养殖领域的应用

中国农业科技导报 2023年第9期25卷 13-22页

作者：赵宁李星江勇王志秀毕瑜林陈国宏白皓常国斌扬州大学动物科学与技术学院江苏扬州225009 扬州大学农业科技发展研究院教育部农业与农产品安全国际合作联合实验室江苏扬州225009

随着社会发展和科学技术的不断进步,图像识别技术得到了迅速发展。作为一种非接触式的无损监测技术,图像识别技术在鸡养殖领域得到了广泛应用,为现代养鸡业的发展带来了新的动力。概述了图像识别技术的原理和形式,重点介绍了图像识别技... 详细信息

随着社会发展和科学技术的不断进步,图像识别技术得到了迅速发展。作为一种非接触式的无损监测技术,图像识别技术在鸡养殖领域得到了广泛应用,为现代养鸡业的发展带来了新的动力。概述了图像识别技术的原理和形式,重点介绍了图像识别技术在鸡行为识别、体质量估计、健康监测、产品分级中的应用,指出了图像识别技术在鸡养殖领域应用中存在的问题和发展前景,有助于其在未来养鸡行业中高效、持续、健康发展,加速推进人工智能领域与鸡养殖业的全面结合,为我国现代化畜牧业的繁荣发展提供参考。

关键词：图像识别鸡养殖领域应用神经网络

基于人眼视域图像识别的风景道视觉景观质量评价

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地理学报 2022年第11期77卷 2817-2837页

作者：齐君白钊成吕光耀唐雪琼西南林业大学园林园艺学院昆明650224 西南林业大学地理与生态旅游学院昆明650224 国家林业和草原局西南生态文明研究中心昆明650224

风景道是国家旅游与交通产业融合发展的举措,而视觉景观质量(VLQ)则是风景道建设的依托。当代计算机视觉技术的发展为风景道VLQ的研究带来机遇,使其在方法上能够突破主观与客观之间的二元分割。以云南思小高速为研究对象,通过多镜头组... 详细信息

风景道是国家旅游与交通产业融合发展的举措,而视觉景观质量(VLQ)则是风景道建设的依托。当代计算机视觉技术的发展为风景道VLQ的研究带来机遇,使其在方法上能够突破主观与客观之间的二元分割。以云南思小高速为研究对象,通过多镜头组合的等距拍摄方式获取道路景观的双眼视域图像,利用图像识别技术获取图像的像素信息;建构“非量表式语义差异法”,从“自然—人工”“多样—统一”“开阔—幽深”3个维度对视域图像进行像素级别的计算。结果显示,案例地VLQ的特征较为突出,具有高度自然、相对统一和开阔的总体特征;不同行驶方向上的VLQ存在差异,但该差异会随观测尺度的扩大而减小。基于研究结果,本文提出设置支线道路配合突出风景道形象、强化双向道路景观的差异化建设措施。实证研究在风景道VLQ测评方面表现出了直观、精确的特征,反映了本文“主体性与客观性兼顾”的方法论优势。该方法的运用将助力管理机构制定更具科学性的风景道规划、建设与管理决策,推动中国风景道的高质量发展。

关键词：风景道视觉景观质量双眼视域图像识别

基于散点图-AlexNet网络的光伏红外热图像识别方法

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太阳能学报 2023年第1期44卷 55-61页

作者：孙海蓉周映杰华北电力大学控制与计算机工程学院保定071003 华北电力大学河北省发电过程仿真与优化控制技术创新中心保定071003

针对神经网络在光伏发电中对光伏红外热图像识别准确率和训练效率低的问题,提出基于散点图-AlexNet网络的识别模型。首先将光伏红外热像图对应的HSI空间数据信息直接投射到平面坐标系中,形成由若干散点构成的可视化RGB三色图像,并使用基... 详细信息

针对神经网络在光伏发电中对光伏红外热图像识别准确率和训练效率低的问题,提出基于散点图-AlexNet网络的识别模型。首先将光伏红外热像图对应的HSI空间数据信息直接投射到平面坐标系中,形成由若干散点构成的可视化RGB三色图像,并使用基于AlexNet网络的快速AlexNet网络进行训练。为了证明新方法的优良性能,选取识别准确率和单次训练时间对模型进行评价。实验结果表明,该方法识别率高,能准确识别光伏红外热图像中的图片种类,且训练效率也显著提升。

关键词：光伏发电红外热像图卷积神经网络散点图图像识别

用于图像识别的高能效脉冲神经网络加速器设计

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西安交通大学学报 2023年第1期57卷 211-220页

作者：张剑刘佳万贤杰俞宙韩传余张国和西安交通大学电子与信息学部西安710049 中国电子科技集团第二十四研究所重庆400060

针对基于通用处理器解决方案在图像识别应用中速度慢、功耗高的问题,提出了一种高能效的脉冲神经网络加速器设计方案。首先,采用神经形态学计算中的高并行设计思想,设计了多核并行结构来实现硬件加速;然后,根据脉冲数据传输稀疏性的特点... 详细信息

针对基于通用处理器解决方案在图像识别应用中速度慢、功耗高的问题,提出了一种高能效的脉冲神经网络加速器设计方案。首先,采用神经形态学计算中的高并行设计思想,设计了多核并行结构来实现硬件加速;然后,根据脉冲数据传输稀疏性的特点,采用基于事件驱动的数据传输与处理方式,设计了一对一的核间传输机制,减小了用于通信的硬件资源并提高了数据传输效率;其次,提出了按行的数据存放方式来加快膜电压数据在存储器的存取效率;最后,设计了结合查找表与异或的电路结构,可以快速的将事件向量转变为地址事件表达(AER)格式。采用所提加速器设计方案在现场可编程逻辑门阵列(FPGA)开发板上进行优化和部署。实验结果表明:当时钟频率采用100 MHz时,识别单张手写数字图像所需能量为1.04 mJ,仅为2.2 GHz通用中央处理器(CPU)上的串行软件程序的1/1 453.8。该加速器设计方案适用于实时性要求高和能量受限的实际场景。

关键词：图像识别脉冲神经网络加速器并行结构

基于图像识别的矿山相似材料试验模型变形信息提取

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煤炭科学技术 2023年第11期51卷 214-222页

作者：汤伏全柴成富郭千慧子武金辉西安科技大学测绘科学与技术学院陕西西安710054 国土资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室陕西西安710021

相似材料模型试验是研究矿山开采沉陷及损害的重要手段,试验中获取高精度的模型变形信息至关重要,现有的多种模型变形测量方法在数据采集精度和效率方面仍存在一定的局限性。以陕北某矿的多煤层循环开采与充填开采为模型开展相似材料模... 详细信息

相似材料模型试验是研究矿山开采沉陷及损害的重要手段,试验中获取高精度的模型变形信息至关重要,现有的多种模型变形测量方法在数据采集精度和效率方面仍存在一定的局限性。以陕北某矿的多煤层循环开采与充填开采为模型开展相似材料模拟试验,利用非量测相机近距离拍摄模型得到高分辨率的序列图像,通过图像畸变纠正、自动拼接及特征识别,高精度获取相似材料模型的变形量。首先分析模型测点标志和相机参数对变形测量精度的影响,确定最佳的模型拍摄方案,即使用非量测相机距离模型1.5~2.0 m处进行正射拍照,形成横向重叠度大于55%,竖向重叠度大于30%的图像序列;进一步利用双线性插值方法对所得到的图像进行畸变校正处理,运用全自动稳健的图像拼接算法,使用Harris角点检测算子进行特征点提取,利用RANSAC算法对伪匹配点进行分类处理,通过颜色插值法对接边处进行颜色过渡与平滑等一系列自动处理,从而对图像序列进行拼接,所生成的模型全景图像分辨率较常规的固定相机姿态一次拍摄模型全景的图像提高约10倍。图像处理过程中以测点标志为训练网络,基于Faster R-CNN算法加入置信度,通过选取合适的滑动模板进行区域分析,显著提高了测点标志的识别速率和准确率。结果表明,模型试验中测点坐标提取的精度优于0.027 mm,相当于实地测量精度5.4 mm,完全满足矿山相似材料模型试验要求。通过制作比例尺1∶200的试验模型,模拟分析了多煤层循环开采引起的上覆岩层变形破坏特征,地表最大下沉量达-18.937 mm;在采空区充填情况下,覆岩下部发生微弱变形,地表下沉不超过2 mm。试验结果为矿山相似材料模型试验数据的高效、精准采集提供了有效的技术手段。

关键词：矿山相似材料模型变形测量数码照相图像拼接特征识别图像识别

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图像识别技术在生物学实验中的应用

中学生物教学 2023年第4期 49-51页

作者：蒋丽萍孙春燕江苏省南菁高级中学 214437

要随着生物学与信息技术的结合日益紧密,学校教育需做到信息技术与生物学教学的深度融合。将图像识别技术应用于生物学实验,实现对显微镜下的酵母菌、放大镜下的虫卵、肉眼可见的菌落的自动识别和计数,提高了实验效率,有助于培养学生的... 详细信息

要随着生物学与信息技术的结合日益紧密,学校教育需做到信息技术与生物学教学的深度融合。将图像识别技术应用于生物学实验,实现对显微镜下的酵母菌、放大镜下的虫卵、肉眼可见的菌落的自动识别和计数,提高了实验效率,有助于培养学生的技术素养和跨学科实践能力。

关键词：图像识别生物学实验信息技术融合实验技术

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基于立体注意力机制的输电线路图像识别算法

高电压技术 2023年第8期49卷 3437-3445页

作者：李曜丞李喆许永鹏王维良江秀臣上海交通大学电气工程系上海200240 山东通广电子有限公司淄博255000

针对计算资源有限的边缘设备无法支撑复杂的高精度图像识别模型这一实际问题,提出了一种基于EfficientDet和立体注意力机制的输电线路图像识别算法。首先,基础网络采用EfficientNet网络,该模型通过统一缩放网络深度、宽度和输入图像分辨... 详细信息

针对计算资源有限的边缘设备无法支撑复杂的高精度图像识别模型这一实际问题,提出了一种基于EfficientDet和立体注意力机制的输电线路图像识别算法。首先,基础网络采用EfficientNet网络,该模型通过统一缩放网络深度、宽度和输入图像分辨率,获取最佳网络架构。其次,使用BiFPN网络增强模型特征表达能力,改进策略包含增加残差链接、移除单输入边结点、权值融合等。在此基础上,立体注意力机制综合考虑尺度、空间、通道等多维度信息,基于视觉注意力机制进一步优化、整合特征。最终,后续的头部网络利用高质量特征提升物体分类和定位的准确率。实验结果表明,所提框架相较于原版网络准确率提升3.0%,且对于不同参数量、不同结构的网络性能均有所提升。该研究可为输电线路巡检图像的高效识别提供参考。

关键词：输电线路巡检图像识别 EfficientDet 立体注意力机制图像特征学习