基于神经网络的图像语义分割
图像分割与语义分析使用UNet和FCN算法的实践指南
图像分割与语义分析使用UNet和FCN算法的实践指南随着计算机视觉技术的发展,图像分割和语义分析在许多领域中都得到了广泛的应用。
本文将介绍如何使用UNet和FCN算法进行图像分割和语义分析,并给出一些实践指南。
一、UNet算法UNet是一种常用于图像分割任务的深度学习网络结构。
它由一个编码器和一个解码器组成,具有U字形的结构。
编码器负责提取图像的特征,而解码器则将特征映射回原始图像的尺寸,并生成像素级别的预测结果。
使用UNet算法进行图像分割的步骤如下:1. 数据准备:首先,我们需要准备训练数据集和测试数据集。
训练数据集包含标注好的图像和相应的真值标签,测试数据集只包含未标注的图像。
2. 网络搭建:使用深度学习框架,如TensorFlow或PyTorch,构建UNet网络结构。
根据任务的需求,可以调整网络的层数和通道数。
3. 数据预处理:对训练数据进行预处理,包括图像归一化、尺寸调整等操作。
同时,对标签数据进行像素级别的标注。
4. 模型训练:使用训练数据集对UNet网络进行训练。
常见的损失函数包括二分类交叉熵损失函数和Dice系数损失函数。
5. 模型评估:使用测试数据集对已训练好的模型进行评估,计算预测结果与真值标签之间的差异。
6. 模型应用:将训练好的模型应用于未标注的图像,进行图像分割任务。
二、FCN算法FCN(Fully Convolutional Network)是另一种常用于图像分割和语义分析的深度学习网络结构。
与传统的卷积神经网络不同,FCN去掉了全连接层,将卷积层替换为转置卷积层,从而实现了对图像的像素级别预测。
使用FCN算法进行图像分割的步骤如下:1. 数据准备:同样需要准备训练数据集和测试数据集,包括图像和标签数据。
2. 网络搭建:使用深度学习框架构建FCN网络结构。
可以根据实际情况选择使用不同的预训练模型,如VGG16、ResNet等。
3. 数据预处理:对训练数据进行预处理,包括归一化、尺寸调整等操作。
mmsegmentation 病理切片语义分割模型
一、研究背景随着医学影像技术的快速发展,病理切片成像已经成为了医学诊断和研究的重要手段。
然而,由于病理切片图像复杂多样,常常需要医生花费大量时间和精力进行分析和诊断。
如何利用人工智能技术对病理切片图像进行自动分割和识别,已成为了当前医学影像领域的研究热点之一。
二、mmsegmentation 病理切片语义分割模型介绍mmsegmentation 是一个基于 PyTorch 深度学习框架开发的开源语义分割工具包,旨在为研究人员和开发者提供一个高效、灵活和易用的病理切片语义分割解决方案。
该工具包提供了丰富的模型结构和训练策略,可用于处理不同类型和规模的病理切片图像,能够有效地识别和分割细胞、组织和病变区域,有助于医生快速准确地进行病理分析和诊断。
三、mmsegmentation 病理切片语义分割模型的优势1. 多种模型支持:mmsegmentation 支持主流的语义分割模型,包括 U-Net、DeepLabV3、PSPNet 等,用户可以根据具体需求选择合适的模型进行研究和应用。
2. 精细化分割能力:mmsegmentation 基于深度卷积神经网络,能够充分利用图像的空间信息和语义信息,实现对病理切片图像的精细化分割,有效提取不同组织和细胞的特征,为后续医学分析和诊断提供可靠的依据。
3. 易用性和灵活性:mmsegmentation 提供了丰富的训练和测试接口,用户可以通过简单的配置实现模型训练和评估,还可以根据具体需求自定义模型结构和损失函数,实现个性化的病理切片分割任务。
4. 高性能和高效率:mmsegmentation 针对病理切片图像的特点进行了优化,能够在保证分割效果的前提下实现较高的运行速度和内存利用率,适用于大规模病理图像数据的处理和分析。
四、如何使用 mmsegmentation 进行病理切片语义分割1. 数据准备:首先需要准备病理切片图像数据集,包括正常组织和病变区域的标注信息,通常需要进行数据预处理和标准化,以保证模型训练和评估的准确性和稳定性。
sd语义分割法 -回复
sd语义分割法-回复SD(Semantic Segmentation)语义分割是一种计算机视觉任务,旨在将图像分割为不同的语义区域,并将每个像素分配给特定的类别或语义标签。
这项技术已被广泛应用于自动驾驶、人脸识别、医学图像分析等领域,并取得了显著的成果。
本文将逐步回答和探讨SD语义分割法的原理、方法、应用以及未来的发展方向。
首先,我们来了解SD语义分割的原理。
SD语义分割任务的核心是对图像中的每个像素进行分类,以实现像素级别的图像分割。
传统的图像分割方法主要依赖于像素之间的边界,如边缘检测等技术。
然而,这种方法忽略了图像的语义信息,无法准确划分不同的物体或区域。
相比之下,SD语义分割方法通过利用深度学习技术,能够更好地捕捉到图像的语义信息。
它通过将图像输入神经网络,并通过反向传播的方式学习特征表示,最终输出每个像素的语义标签。
接下来,我们来介绍SD语义分割的方法。
SD语义分割方法主要可以分为两类:基于全卷积神经网络(FCN)和基于编码-解码结构的模型。
FCN 是一种将传统的全连接层替换为全卷积层的神经网络,能够接受任意尺寸的输入图像,输出对应尺寸的语义分割结果。
编码-解码结构的模型则通过逐步减少图像的空间维度,提取图像的高级特征,然后逐步恢复图像的空间维度,实现语义分割的目标。
这些方法都可以利用预训练的权重来加速训练过程,同时也可以通过迁移学习的方式将模型应用于其他相关任务。
在实际应用中,SD语义分割被广泛应用于许多领域。
在自动驾驶领域,SD语义分割可以将图像中的道路、行人、车辆等不同的物体进行分割,为自动驾驶系统提供更准确的感知能力。
在人脸识别领域,SD语义分割可以将图像中的人脸与背景进行分割,从而提升人脸检测和识别的精度。
在医学图像分析领域,SD语义分割可以将图像中的病变区域与正常区域进行分割,为医生提供更准确、快速的诊断结果。
除此之外,SD语义分割还可以应用于视频分割、场景理解、虚拟现实等领域,为这些任务提供更强大的图像分析工具。
语义分割技术:U-Net和Mask R-CNN的对比
语义分割技术:U-Net和Mask R-CNN的对比一、介绍语义分割是计算机视觉领域的一项重要任务,其目标是将图像中的每个像素分配给预定义的类别,从而实现对图像的像素级别理解。
近年来,深度学习技术的发展使得语义分割取得了显著的进展,U-Net 和Mask R-CNN就是两种经典的语义分割模型。
本文将对这两种模型进行对比,并分析它们各自的优缺点。
二、U-NetU-Net是由德国弗莱堡大学的研究者提出的一种用于生物医学图像分割的深度学习模型。
它的结构类似于自编码器,由编码器和解码器两部分组成。
编码器部分用于提取图像的特征,而解码器部分则用于将提取的特征映射回原始图像的像素级别。
U-Net的特点是具有跳跃连接(skip connections),能够将编码器和解码器之间的特征信息进行传递,从而提高了模型对图像细节的捕捉能力。
U-Net在语义分割任务上取得了很好的性能,特别适用于生物医学图像。
它能够有效地捕捉到细胞和组织等细微的结构信息,因此在医学影像分析领域广泛应用。
此外,U-Net的结构比较简单,训练和推理的速度较快,适合于实际应用中的实时场景。
然而,U-Net也存在一些缺点。
由于其固定的结构,U-Net在处理不同大小和比例的图像时,可能会出现分辨率不足或者信息丢失的问题。
此外,U-Net的参数量相对较大,需要较多的训练数据和计算资源,才能够达到较好的分割效果。
三、Mask R-CNNMask R-CNN是一种基于区域卷积神经网络(R-CNN)的深度学习模型,由Facebook AI Research提出。
它是一种端到端的语义分割模型,不仅可以对图像中的目标进行检测和定位,还可以同时生成目标的像素级别分割结果。
Mask R-CNN将目标检测和语义分割任务结合在一起,能够实现对图像中多个目标的精确分割。
Mask R-CNN的一个重要特点是引入了RoIAlign层,能够有效地解决目标在图像中的旋转和尺度变化等问题,从而提高了模型的准确性和鲁棒性。
基于卷积神经网络的图像语义分割
基于卷积神经网络的图像语义分割基于卷积神经网络的图像语义分割导语:图像语义分割是计算机视觉领域的重要课题,它旨在将图像的每个像素分配到不同的语义类别中。
卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN) 是一种可以自动学习图像特征的深度学习模型,并且在图像语义分割任务中取得了显著的成果。
本文将介绍基于卷积神经网络的图像语义分割技术,并探讨其原理、方法和应用。
一、图像语义分割简介图像语义分割旨在将图像中的每个像素分配到对应的语义类别中,即对图像进行像素级别的分类。
与图像分类相比,图像语义分割需要更细粒度的分类结果,以便提供更详细的图像理解和应用。
二、卷积神经网络简介卷积神经网络是一种深度学习模型,其结构灵感来自于人类视觉系统的处理方式。
卷积神经网络通过堆叠多个卷积层、池化层和全连接层来提取图像的语义特征,并将其映射到对应的类别。
三、基于卷积神经网络的图像语义分割方法1. FCN (Fully Convolutional Network)FCN是一种经典的图像语义分割方法,它将传统的全连接层替换为全卷积层,从而保留了输入图像的空间维度。
FCN使用反卷积操作将低分辨率的特征映射上采样到原始图像的分辨率,并通过跳跃连接来融合不同尺度的语义信息。
2. U-NetU-Net是一种经典的图像分割网络,它组合了编码器和解码器两个部分。
编码器通过多个卷积层和池化层来提取图像的抽象特征,解码器则通过反卷积操作逐渐恢复图像的分辨率。
U-Net还使用了跳跃连接来融合不同层次的特征,提高语义分割的精度。
3. DeepLabDeepLab是一种基于空洞卷积 (Dilated Convolution) 的图像语义分割方法,它在卷积层中引入了空洞率参数,以增大感受野并保持边缘细节。
此外,DeepLab还使用了全局池化层和条件随机场 (Conditional Random Field, CRF) 来进一步提高分割效果。
基于DeepLabv3+的图像语义分割优化方法
第43卷 第1期 包 装 工 程2022年1月PACKAGING ENGINEERING ·187·收稿日期:2021-08-20基金项目:一流专科高等职业教育专业建设项目(2020ylxm-1)作者简介:郑斌军(1997—),男,上海理工大学硕士生,主攻数字图像处理、计算机视觉和深度学习。
通信作者:孔玲君(1972—),女,博士,上海出版印刷高等专科学校教授、硕导,主要研究方向为图文信息处理与色彩基于DeepLabv3+的图像语义分割优化方法郑斌军1,孔玲君2(1.上海理工大学,上海 200093;2.上海出版印刷高等专科学校,上海 200093)摘要:目的 为了实现良好的图像语义分割精度,同时尽可能降低网络的参数量,加快网络训练速度,提出基于DeepLabv3+的图像语义分割优化方法。
方法 编码器主干网络增加注意力机制模块,并采用更密集的特征池化模块有效聚合多尺度特征,同时使用深度可分离卷积降低网络计算复杂度。
结果 基于CamVid 数据集的对比实验显示,优化后网络的MIoU 分数达到了71.03%,在像素精度、平均像素精度等其他方面的评价指标上较原网络有小幅提升,并且网络参数量降低了12%。
在Cityscapes 的测试数据集上的MIoU 分数为75.1%。
结论 实验结果表明,优化后的网络能够有效提取图像特征信息,提高语义分割精度,同时降低模型复杂度。
文中网络使用城市道路场景数据集进行测试,可以为今后的无人驾驶技术的应用提供参考,具有一定的实际意义。
关键词:语义分割;注意力机制;深度可分离卷积;编码器-解码器中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1001-3563(2022)01-0187-08 DOI :10.19554/ki.1001-3563.2022.01.024Image Semantic Segmentation Based on Enhanced DeepLabv3+ NetworkZHENG Bin-jun 1, KONG Ling-jun 2(1.University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China; 2.Shanghai Publishing andPrinting College, Shanghai 200093, China)ABSTRACT: The work aims to propose an image semantic segmentation optimization method based on DeepLabv3+ network, so as to achieve good image semantic segmentation accuracy, reduce the amount of network parameters as much as possible and speed up network training. The backbone network of encoder was added with attention module and more intensive feature pooling module was used to effectively aggregate multi-scale features. The depthwise separable convo-lution was applied to reduce the computational complexity of the network. According to the comparison test based on CamVid data set, MIoU score of the enhanced network reached 71.03%, and pixel accuracy and other evaluation indexes such as average pixel accuracy slightly improved compared with the original network. Furthermore, parameters of net-work were reduced by 12%. The Miou score on the test data set of cityscapes was 75.1%. According to the experimental results, the improved network can effectively extract the feature information of image, improve the semantic segmentation accuracy, and reduce the complexity of the model. The proposed network is tested by the urban street scenes, which can provide reference for the future application of driverless technology, and has certain practical significance. KEY WORDS:semantic segmentation; attention module; depthwise separable convolution; encoder-decoder·188· 包 装 工 程 2022年1月图像分割是计算机视觉领域的重要研究任务之一。
扩散模型 unet 实例
扩散模型 unet 实例一、什么是扩散模型扩散模型(Diffusion Model)是一种用于描述信息传播、疾病扩散和网络影响力等问题的数学模型。
该模型基于图论和概率论的理论基础,通过模拟信息在网络中的传播过程,揭示了网络中节点之间的相互影响关系。
二、什么是UNetUNet是一种基于深度学习的图像语义分割神经网络模型。
该模型首次由Olaf Ronneberger等人在2015年提出,由于其出色的性能和广泛应用于医学图像分割领域,而被广泛使用。
三、UNet模型的结构UNet模型的结构可以分为两个部分:编码器和解码器。
编码器负责捕捉输入图像的上下文信息,而解码器则根据编码器提取的特征图恢复图像的细节信息。
3.1 编码器编码器是由多个卷积块组成的堆叠结构。
每个卷积块通常包含卷积、批归一化和激活函数等层。
通过堆叠多个卷积块,编码器可以逐渐缩小特征图的尺寸,并提取图像的高级特征。
3.2 解码器解码器是由多个卷积块和上采样操作组成的堆叠结构。
解码器的作用是逐渐恢复特征图的尺寸,并且利用编码器提取的上下文信息,恢复图像的细节信息。
3.3 跳跃连接UNet模型中同时使用了跳跃连接(Skip Connection),以便将编码器和解码器之间的信息进行传递。
跳跃连接可以帮助网络更好地捕捉图像的细节信息,提高分割效果。
四、UNet模型的应用UNet模型在医学图像分割领域得到了广泛的应用。
由于医学图像往往具有复杂的结构和低对比度,传统的图像分割方法往往效果不佳。
而UNet模型通过深度学习的方式,能够在医学图像中准确地分割出感兴趣的区域,为医生提供更精确的诊断结果。
4.1 病理图像分割UNet模型在病理图像分割中具有重要的应用价值。
医生通过对病理图像进行分割,可以更精确地了解病变区域的位置和大小,进而制定更合理的治疗方案。
利用UNet模型进行病理图像分割,可以大大提高医生的工作效率和准确性。
4.2 血管分割血管分割是医学图像处理领域的重要任务之一。
图像语义分割算法及其在智慧医疗中的应用研究
图像语义分割算法及其在智慧医疗中的应用研究一、背景介绍图像语义分割是对图像进行高级别理解的一种计算机视觉技术,将图像中不同的对象和区域按照类别进行分类和标记。
近年来,随着人工智能技术的快速发展,图像语义分割在各个领域的应用也逐渐展开,其中智慧医疗领域是一个重要的应用方向之一。
二、图像语义分割算法介绍图像语义分割算法可以分为传统算法和深度学习算法两类。
传统算法包括基于颜色、纹理、形状等特征进行分割的方法,如基于边缘检测、聚类分析、水平集等算法。
深度学习算法则包括基于卷积神经网络的方法,如全卷积网络(FCN)、U-Net、MaskR-CNN等。
三、图像语义分割在智慧医疗中的应用1.医学图像诊断图像语义分割在医学图像诊断中的应用是其最为重要的应用方向之一。
通过对医学图像进行分割,可以帮助医生更精确地进行病变区域的定位和量化,从而对疾病的诊断和治疗提供更准确的依据。
比如,对于肺部CT图像进行分割可以准确地定位肺结节,从而帮助医生进行肺癌的诊断与治疗。
2.智能医疗辅助图像语义分割技术可以为智能医疗辅助提供高效、准确的图像分析和处理。
通过对医学图像中的各个器官和病变进行分割,可以将被分割的区域与该区域所代表的解剖结构联系起来,从而更好地进行医学解剖学和病理解剖学研究。
3.医疗影像信息提取图像语义分割可以有效地提取医疗影像信息。
通过对医学图像进行分割,可以分离出各个组织和区域,得到更精确的影像数据,帮助医生更准确地诊断病情。
比如,在眼科领域,通过对眼底图像进行分割可以分离出视网膜和视神经盘,定位和诊断眼部疾病。
4.医学图像生成图像语义分割可以生成逼真的医学图像。
通过对分割后的区域进行重新组合,可以生成有用的医学图像,从而帮助医生进行对比分析和病情评估。
比如,在放射学领域,将射线透视图转化为灰度图像,采用图像语义分割技术,可以得到更准确的医疗图像。
四、结论图像语义分割作为一种高级别的图像理解技术,在智慧医疗领域具有非常广泛的应用前景。
yolov5 segment原理
yolov5 segment原理Yolov5 Segment原理解析1. 引言Yolov5 Segment 是一种先进的图像分割算法,它能够准确地将图像中的不同物体分割出来。
在本篇文章中,我们将深入探讨Yolov5 Segment的原理,从而更好地理解这一先进技术。
2. Yolov5 Segment的核心理念Yolov5 Segment的核心理念是将物体检测和语义分割相结合,以提高准确性和效率。
传统的物体检测方法通常在图像中预测边界框,而语义分割则旨在将图像中的像素进行分类。
Yolov5 Segment通过将这两种方法结合起来,能够同时预测物体的类别和像素级别的分割结果。
3. Yolov5 Segment的网络结构Yolov5 Segment使用了一种基于卷积神经网络的网络结构,其中包含了编码器和解码器。
编码器负责提取图像的高级特征,而解码器则将这些特征映射到像素级别的分割结果。
通过这种结构,Yolov5 Segment能够在保持准确性的实现较高的计算效率。
4. Yolov5 Segment的训练策略Yolov5 Segment的训练策略是基于深度学习的监督学习方法。
需要使用已标注的图像数据集进行训练,通过最小化损失函数,优化网络参数。
在训练过程中,会使用一种称为交叉熵损失的损失函数,用于衡量预测结果与真实分割结果之间的差异。
5. Yolov5 Segment的应用领域Yolov5 Segment在图像分割领域具有广泛的应用潜力。
在自动驾驶领域中,Yolov5 Segment可以用于对道路、车辆和行人等物体进行准确的分割和识别。
在医学图像处理领域,Yolov5 Segment可以用于肿瘤分割和病变识别等应用。
Yolov5 Segment还可以应用于图像编辑、虚拟现实和增强现实等领域。
6. 个人观点和理解在我看来,Yolov5 Segment是一种非常有潜力的图像分割算法。
它将物体检测和语义分割的优势结合在一起,既保持了高准确性,又提高了计算效率。
基于改进SEGNET模型的图像语义分割
第47卷第4期Vol.47No.4计算机工程Computer Engineering2021年4月April2021基于改进SEGNET模型的图像语义分割罗嗣卿,张志超,岳琪(东北林业大学信息与计算机工程学院,哈尔滨150040)摘要:使用原始SEGNET模型对图像进行语义分割时,未对图像中相邻像素点间的关系进行考虑,导致同一目标中像素点类别预测结果不一致。
通过在SEGNET结构中加入一条自上而下的通道,使得SEGNET包含的多尺度语义信息更加丰富,从而提升对每个像素点的类别预测精度,在模型中加入生成对抗网络以充分考虑空间中相邻像素点间关系。
实验结果表明,该模型的语义分割效果相比原始SEGNET模型显著提升,且可有效解决SEGNET测试中出现的分类错误问题。
关键词:SEGNET模型;生成对抗网络;多尺度语义信息;相邻像素类别关系;特征融合开放科学(资源服务)标志码(OSID):中文引用格式:罗嗣卿,张志超,岳琪.基于改进SEGNET模型的图像语义分割[J].计算机工程,2021,47(4):256-261.英文引用格式:LUO Siqing,ZHANG Zhichao,YUE Qi.Semantic image segmentation based on improved SEGNET model[J].Computer Engineering,2021,47(4):256-261.Semantic Image Segmentation Based on Improved SEGNET ModelLUO Siqing,ZHANG Zhichao,YUE Qi(School of Information and Computer Engineering,Northeast Forestry University,Harbin150040,China)【Abstract】When applied to semantic image segmentation,the original SEGNET model does not account for the relationship between adjacent pixels in the image,resulting in inconsistent prediction results of pixel categories in the same target.By adding a top-down channel in the SEGNET structure,the multi-scale semantic information of the SEGNET model is enriched,and the accuracy of category prediction for each pixel is improved.The generative adversarial network is added to the model to ensure that the model can consider the relationship between adjacent pixels in space.The experimental results show that the semantic segmentation effect of the improved SEGNET model is significantly improved compared with the original SEGNET model.It can effectively avoid the classification errors in the SEGNET test.【Key words】SEGNET model;Generative Adversarial Network(GAN);multi-scale semantic information;adjacent pixel category relationship;feature fusionDOI:10.19678/j.issn.1000-3428.00580150概述在传统的计算机视觉领域中,研究人员需要通过手动或统计的方式寻找图像中具有代表性的区域或像素点,并根据这些区域或像素点构建对该图像的全局描述特征。
图像语义分割算法研究的开题报告
图像语义分割算法研究的开题报告一、选题背景与意义图像语义分割是近年来计算机视觉领域中备受关注的研究方向。
它旨在从图像中自动分离出具有语义的区域,将像素对应到不同的类别,如人、车、建筑物等。
图像语义分割可以应用于许多领域,包括自动驾驶、医学图像分析、视频分析等,对于实现机器自动化的应用具有重要意义。
本论文旨在研究图像语义分割算法,提高算法的准确性和效率,提高自动化应用的质量和效益。
二、文献综述目前,图像语义分割算法在深度学习算法中有广泛的应用。
常用的算法包括FCN,SegNet,U-Net等。
这些算法都是基于卷积神经网络(CNN)的架构设计,这使得它们能够自动地从原始图像中抽取更有意义的特征。
然后采用softmax分类器对每个像素进行分类,最终得到每个像素所属的类别。
三、研究计划本论文将研究和改进现有的图像语义分割算法,以提高准确性和效率。
具体的研究计划如下:1. 研究、探究图像语义分割的相关理论和方法,包括卷积神经网络的基础理论和图像分割的方法。
2. 对图像语义分割算法进行改进,包括网络结构优化、批归一化、数据增强等方法,提高算法的分类准确度。
3. 对图像语义分割算法进行优化,包括并行计算、硬件加速等方法,提高算法的运算速度和效率。
4. 验证和分析所提出的算法的性能,并与现有算法进行比较和评估。
四、预期成果本论文的预期成果包括以下几个方面:1. 提出一种改进的图像语义分割算法,与现有算法相比,具有更高的准确性和更快的速度。
2. 应用此算法进行图像语义分割实验,并验证其性能和效果。
3. 分析所提方法的优缺点、适用场景以及未来发展方向。
五、研究难点本论文中的主要研究难点如下:1. 对卷积神经网络结构进行优化,并建立性能评估标准。
2. 实现算法的快速计算和高效并行化,提高算法的运算速度。
3. 结合硬件加速,优化算法的计算性能和实际应用速度。
六、预期时间安排本论文的研究预期完成时间为一年,时间安排如下:1. 第1-3个月:学习图像语义分割的理论与相关算法,阅读文献,明确研究方向。
基于Unet的多任务医学图像语义分割模型
基于Unet的多任务医学图像语义分割模型
沈旭东;楼平;吴湘莲;朱立妙;雷英栋
【期刊名称】《电子器件》
【年(卷),期】2022(45)3
【摘要】深度学习网络在医学图像分割领域应用广泛,传统语义分割模型只考虑局部像素点,在小目标的医学图像语义分割中检测精度不高。
提出了基于Unet的双任务图像语义分割模型,对传统的Unet语义分割进行改进,编码阶段采用经过预训练的Resnet34作为框架进行特征提取,设计了SCSE模块对图像特征信息进行修正,从空间和通道两个方向获取图像的全局信息,损失函数采用“分类”和“分割”融合的多任务策略进行学习,对气胸医学图像进行语义分割。
为进一步提高网络模型的泛化能力,对数据集图像进行随机水平翻转、垂直翻转等图像增强处理。
实验表明该语义分割方法比传统的Unet语义分割方法在分割精度上提高5%以上。
【总页数】5页(P618-622)
【作者】沈旭东;楼平;吴湘莲;朱立妙;雷英栋
【作者单位】嘉兴职业技术学院智能制造学院;同济大学浙江学院机械与汽车系【正文语种】中文
【中图分类】TP751
【相关文献】
1.基于卷积神经网络的多任务图像语义分割
2.基于语义分割-对抗的图像语义分割模型
3.基于条件生成对抗网络的交通环境多任务语义分割方法研究
4.基于Unet网
络多任务学习的遥感图像建筑地物语义分割5.基于多任务学习的高光谱图像语义分割算法
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基于UNet的高分辨率遥感图像语义分割方法
要组成部分,广 泛应用于土地测绘、环境监测、城市建设等领域。其中, 语义分割在遥感图像解译中扮演重要角色,是低高层遥 感图像处理及分析的重要衔接。图像语义分割,又被称 作图像标注,是指为图像中的每一像素分配语义标签,基
于语义单元将图像分割为若干具有不同语义标识的区 域。图像语义分割是目标识别和分割两部分任务的综合, 黄凯奇等人从物体、类别和背景三个层次对其难点作了 总结[1]。高分辨率遥感图像通常包含道路、水源、建筑、树 木、农作物、车辆、行人等地物目标类别丰富的细节信息。 受目标类别分布不平衡,不同目标边缘易重叠,个别目
苏健民,杨岚心,景维鹏 . 基于 U-Net 的高分辨率遥感图像语义分割方法 . 计算机工程与应用,2019,55(7):207-213. SU Jianmin, YANG Lanxin, JING Weipeng. U-Net based semantic segmentation method for high resolution remote sensing image. Computer Engineering and Applications, 2019, 55(7):207-213.
基金项目:黑龙江省自然科学基金(No.C200840,No.F201028)。 作者简介:苏健民(1961—),男,教授,硕士生导师,研究领域为模式识别与智能控制;杨岚心(1993—),男,硕士研究生,研究领域
U-Net Based Semantic Segmentation Method for High Resolution Remote Sensing Image SU Jianmin, YANG Lanxin, JING Weipeng
College of Information and Computer Engineering, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China
mmsegmentation修改解释像素的类别算子
mmsegmentation修改解释像素的类别算子随着神经网络技术的不断发展和完善,图像语义分割引起了人们广泛的关注。
作为图像语义分割领域的一种重要应用,mmsegmentation修改解释像素的类别算子,去除了传统的基于数量级的像素分类方法,更加准确地描述了像素间的关系,使得图像语义分割技术在多个场合得到了广泛应用。
一、mmsegmentation的基本介绍mmsegmentation是基于PyTorch实现的图像语义分割工具包,提供了多种经典的语义分割算法实现。
其优点在于具备高效的数据处理能力,灵活的模型定义方式以及完整的训练以及测试流程。
相比于常规的图像分类模型,mmsegmentation在实现上,更注重对像素级别信息的提取和处理。
同时,它还支持各种数据增强和分布式训练。
二、像素的类别算子的定义像素的类别算子,可以认为是一种基于统计学方法的像素分类算法,用于描述像素之间的关系和相互影响。
在传统的像素分类算法中,通常采用固定的分类界限,将像素分成若干类别。
而基于像素的类别算子则提供了一个完整的像素分布图,以反映像素之间更丰富的分类信息。
三、mmsegmentation中的像素类别算子mmsegmentation在像素分类方面借鉴了像素的类别算子,并作出了相应的改进。
具体地,引入了一种迭代的方式,将像素分类从原有的标准进行扩展,增加了像素之间的交叉填充信息。
同时,mmsegmentation还引入了多尺度机制,以保证不同尺度的特征都可以得到提取和利用。
这种改进使得mmsegmentation对于图像中较为复杂的区域分割,可以有更好的表现和处理能力。
四、mmsegmentation修改解释像素的类别算子的优势mmsegmentation修改解释像素的类别算子在多个维度上都可以得到很好的应用和优化,例如:1.准确性采用像素的类别算法,可以更准确地描述像素之间的关系与分类,从而提升了图像分割的准确度。
基于卷积神经网络的图像语义分割技术研究
基于卷积神经网络的图像语义分割技术研究一、绪论随着计算机图像处理技术的不断发展,图像语义分割技术成为了计算机视觉领域一个重要的研究方向。
图像语义分割旨在将图像中的各个物体进行分割,并标记出它们的物体类别信息。
这一技术在物体识别、智能交通、医学诊断等领域具有广泛的应用。
近年来,深度学习技术的发展为图像语义分割技术带来了新的思路和方法。
其中,基于卷积神经网络的图像语义分割方法成为了研究的热点之一。
本文将对基于卷积神经网络的图像语义分割技术进行详细介绍。
二、卷积神经网络简介卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)是一种由多层神经网络组成的图像处理模型。
其最重要的特点是利用卷积操作来提取不同特征的信息。
卷积操作与图像中的感受野相关,通过变化不同大小的卷积核和步长,可以提取不同大小的特征信息。
卷积神经网络通过权重共享和局部连接的方式减少权重参数数量,大大减轻了网络的复杂度和计算负担。
三、图像语义分割技术综述传统的图像分割方法主要分为基于阈值分割、区域生长法、边缘检测法等。
这些方法尽管在一定程度上具有可行性和实用性,但是在面对图像复杂性较强时,存在着分割效果不稳定,难以处理噪声和边缘模糊等问题。
因此,在深度学习技术的发展下,基于卷积神经网络的图像语义分割技术逐渐成为了热门。
基于CNN 的图像语义分割方法主要包括两大类:(1)全卷积神经网络(Fully Convolutional Neural Network,FCN):全卷积神经网络将卷积神经网络中的全连接层替换为卷积层,并引入了反卷积运算进行上采样,从而可以输出原图像大小的分割结果。
FCN模型具有简单、可扩展等优点。
(2)编解码器(Encoder-Decoder)模型:编解码器模型将图像通过编码器网络进行特征提取,然后经过解码器网络进行像素级别的分类。
编码器网络和解码器网络中间包含一层降采样层,用于提取不同层次的特征信息。
基于卷积神经网络的图像语义分割研究
基于卷积神经网络的图像语义分割研究随着计算机视觉领域的快速发展,图像语义分割成为了一个备受关注的研究领域。
图像语义分割旨在将图像的每个像素分配到其对应的语义类别,从而实现对图像的像素级别理解和分析。
近年来,基于卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)的图像语义分割方法在该领域取得了重大突破,并且成为了一种主流的技术手段。
一、传统图像语义分割方法的局限性在介绍基于卷积神经网络的图像语义分割方法之前,我们需要明确传统方法在这一领域存在的局限性。
传统的图像语义分割方法主要基于机器学习算法,如支持向量机、随机森林等。
这些方法在一定程度上能够实现对图像中不同物体或区域的分割,但是由于缺乏对图像的上下文信息的充分利用,容易出现细微的错误边界和断点。
此外,这些方法普遍要求大量的手动特征工程,并且无法有效处理复杂背景的情况。
因此,需要一种更加高效和准确的算法来解决图像语义分割问题。
二、基于卷积神经网络的图像语义分割方法卷积神经网络是一种能够对图像进行端到端学习的神经网络模型。
其卓越的特征提取和表示学习能力使其成为图像语义分割的理想选择。
基于卷积神经网络的图像语义分割方法主要包括全卷积神经网络(Fully Convolutional Networks, FCN)、U-Net、DeepLab等。
1. 全卷积神经网络(FCN)全卷积神经网络是最早应用于图像语义分割的卷积神经网络之一。
它通过将传统的全连接层替换为全卷积层,实现了对任意大小输入图像的分割。
全卷积神经网络利用转置卷积操作对特征图进行上采样,从而实现了像素级别的语义分割。
2. U-NetU-Net是一种专门用于生物医学图像分割的卷积神经网络架构。
它由对称的下采样和上采样路径组成,其中下采样路径用于提取图像中物体的特征,上采样路径用于恢复分辨率并生成细节丰富的分割结果。
3. DeepLabDeepLab是一种基于全卷积网络的语义分割方法,其核心是采用了空洞卷积(Dilated Convolution)来扩展感受野的范围,从而增强了对上下文信息的理解能力。
语义分割方法
语义分割方法
语义分割是一种计算机视觉领域的技术,它的目标是将图像中的每个像素分配到特定的语义类别中。
这种技术在许多应用程序中都有重要的用途,例如自动驾驶、医学图像分析和无人机监控等领域。
以下是一些常见的语义分割方法:
1. 基于全卷积网络(FCN)的方法
全卷积网络是一种特殊类型的卷积神经网络,它可以对整个图像进行端到端的处理,并输出每个像素点所属的类别。
这种方法通常需要一个预训练好的模型来提取特征,并使用反卷积操作将结果恢复到原始图像大小。
2. 基于编码器-解码器(Encoder-Decoder)结构的方法
编码器-解码器结构通常由两部分组成:编码器和解码器。
编码器将输入图像转换为低维度特征向量,而解码器则将该向量转换回原始图像大小,并输出每个像素点所属的类别。
这种方法通常需要在训练过程中进行迭代优化。
3. 基于条件随机场(CRF)的方法
条件随机场是一种概率图模型,它可以对图像中的像素进行联合建模,并考虑它们之间的相互作用。
这种方法通常需要在预测过程中使用迭
代算法来优化结果。
4. 基于图卷积网络(GCN)的方法
图卷积网络是一种专门用于处理图形数据的神经网络结构,它可以对
每个像素点进行局部感知,并考虑其周围像素点之间的关系。
这种方
法通常需要在训练过程中进行迭代优化。
总之,语义分割是一项复杂而重要的技术,在实际应用中需要根据具
体情况选择适合的方法,并进行适当的调整和优化。
图像语义分割的使用教程
图像语义分割的使用教程图像语义分割是计算机视觉领域的一项重要任务,其旨在将图像中的每个像素标记为属于特定类别。
这项技术在许多领域中都有广泛的应用,例如自动驾驶、医学图像分析、视频编辑等。
本文将向你介绍图像语义分割的基本概念、常用方法和一些开源工具的使用。
一、图像语义分割的基本概念图像语义分割的目标是将图像中的每个像素分类为不同的类别,即为图像中的每个像素赋予语义标签。
这意味着我们需要将图像中的不同物体、背景、边界等进行区分,从而实现图像的像素级别的理解。
在图像分割任务中,通常会使用类似像素级别标注的数据集,其中每个像素点都标注了其所属的类别。
二、常用的图像语义分割方法1. 基于深度学习的方法:随着深度学习的快速发展,许多基于深度学习的图像语义分割方法出现了。
其中,最常见和有效的模型是卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)。
利用CNN,我们可以从原始输入图像中提取特征,并通过进一步的处理将这些特征映射到预定义的类别。
常用的CNN模型包括U-Net、FCN、DeepLab等。
2. 基于传统机器学习的方法:在深度学习出现之前,传统的机器学习方法在图像分割任务中也取得了一定的成果。
这些方法通常使用手动设计的特征和分类器来实现图像的分割。
常见的传统机器学习方法包括基于规则的方法、基于决策树的方法和基于支持向量机的方法等。
三、图像语义分割的开源工具1. TensorFlow:TensorFlow是目前最流行的深度学习框架之一,提供了丰富的图像处理和图像分割相关的工具和函数。
它支持各种CNN模型的构建和训练,同时还提供了多种数据增强和预处理的方法,便于用户进行数据的准备和训练。
2. PyTorch:与TensorFlow类似,PyTorch也是一款强大的深度学习框架,广泛应用于图像处理和图像分割任务。
PyTorch提供了一系列灵活的函数和接口,能够帮助用户快速搭建图像语义分割的模型,并进行训练和评估。
语义分割算法
语义分割算法
语义分割算法是一种图像处理技术,用于将数字图像中的每个像素分配给预定义的语义类别,从而实现对图像的语义理解和分析。
其基本思路是对图像进行像素级别的分类和标注,将每个像素分配到相应的语义类别中,例如道路、车辆、行人等。
常见的语义分割算法包括基于全卷积神经网络(FCN)的语义分割算法、基于编码器-解码器网络(Encoder-Decoder)的语义分割算法、基于空洞卷积(Dilated Convolution)的语义分割算法等。
这些算法通常需要大量的标注数据和计算资源来训练和实现,但在图像分析、自动驾驶、智能监控等领域具有广泛的应用价值。
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7 经典的LeNet
各项参数详解
1. C1层是一个卷积层 输入图片:32*32 卷积核大小:5*5 卷积核种类:6 输出特征图大小:28*28 ,(32-5+2*0)/1+1 可训练参数:(5*5+1)*6(每个滤波器 5*5=25个unit参数和一个bias参数,一共6个滤 波器)
1 0 经典的LeNet
各项参数详解
5. C5层是一个卷积层 输入:S4层的全部16个单元特征map(与s4全相连) 卷积核大小:5*5 卷积核种类:120 输出特征图大小:1*1(5-5+1)
6. F6层全连接层 输入:c5 120维向量 计算方式:计算输入向量和权重向量之间的点积,再 加上一个偏置,结果通过sigmoid函数
14 V G G - n e t 深 度 卷 积 网 络 结 构
VGG-net来自牛津大学Andrew Zisserman教授实验组。VGG通常有16-19层, 所有卷积层使用相同大小的 卷积核,卷积核大小为3×3
15 V G G - n e t 深 度 卷 积 网 络 结 构
Dropout就是在前向传导的时候,让某个神经元的激活值以一定的概率p,让其停止工作,示意图如下:
提取主要特征
Max-pooling:整个图片被不重叠的分割成若干个同样大小的小块(pooling size)。每个小块内只取最大的数字,
再舍弃其他节点后,保持原有的平面结构得出output
13 M a x - p o o l i n g
Max pooling 的主要功能是下采样( down sampling ),却不会损坏识别结果。
图像所要表达的场景 图像中某个物体的类别
4 基于卷积神经网络的图像语义分割
通过原始图片输入,先对图片大小进行调整,再经过卷积层对图像特征进行刻画,利用反卷积层来直接产 生图像语义分割结果
下图中,前半段表示算法的卷积层和池化层(pooling)阶段,主要参考VGG-net的结构来实现,后半段 为反卷积过程,主要依赖于unpooling的过程来还原图片的大小,从而得到最终的图像语义分割结果
上面公式中Bernoulli函数,是为了以概率p,随机生成一个0、1的向量。 Dropout让某个神经元以概率p,停止工作,其实就是让它的激活值以概率p变为0。比如我们某一层网络神经元的 个数为1000个,其激活值为x1,x2……x1000,我们dropout比率选择0.4,那么这一层神经元经过drop后, x1……x1000神经元其中会有大约400个的值被置为0。 故Dropout是为了防止过拟合,一般加在全连接层之后,全连接层易出现过度拟合
基于数学理论的分割:形态学、模糊数学、模糊集合、小波分析等
结合特定理 论工具的分
遗传算法:基于进化论自然选择机制的、并行的、统计的、随机搜索方法
割法:
基于神经网络分割法:通过训练多层感知机得到最终的决策函数,然后用决策函数对像素进义分割,本质上还是图像分割的问题,语义分割顾名思义是在图像分割基础上,根据 图像本身的纹理和场景,来得出图像本身需要表达的信息,这里信息主要包含两个部分:
9 经典的LeNet
各项参数详解
3. C3层也是一个卷积层 输入:S2中所有6个或者几个特征图组合 卷积核大小:5*5 卷积核种类:16 输出featureMap大小:10*10 C3中的每个特征map是连接到S2中的所有6个或者几个特征map的,表 示本层的特征map是上一层提取到的特征map的不同组合 存在的一个方式是:C3的前6个特征图以S2中3个相邻的特征图子集为输 入。接下来6个特征图以S2中4个相邻特征图子集为输入。然后的3个以不 相邻的4个特征图子集为输入。最后一个将S2中所有特征图为输入。 则:可训练参数:6*(3*25+1)+6*(4*25+1)+3*(4*25+1)+ (25*6+1)=1516
5 经典的LeNet
LeNet一共有7层(不包括输入层),C1,C3,C5为卷积层,S2,S4为降采样层,F6为全连接层,还有一个输出层。
6 经典的LeNet
卷积和子采样
卷积代替全连接
卷积过程:用一个可训练的滤波器fx去卷积一个输入的图像(第一阶 段是输入的图像,后面的阶段就是卷积特征map),然后加一个偏置 bx,得到卷积层Cx;
基于神经网络的图像语义分割
1 图像分割
图像分割,从宏观上讲就是将一张图片根据特定需求分成多个部分。
一般来讲,图像分割就是根据图像本身一些特征,比如色彩,纹理等,把图像中不同位 置的像素点具有相同特征的聚类成一个分类的过程。
2 常用方法
阈值分割法:用一个或几个阈值将图像的灰度直方图分成几类,认为图像中灰度值相同的像素属于同一物体 基于边缘分割法:通过检测包含不同的区域之间的边缘来进行图像的分割。不同区域之间的边缘信息 基于区域分割法:把具有相似性质的像素点进行连通,从而慢慢的组合成最终的分各区域结果
11 V G G - n e t 深 度 卷 积 网 络 结 构
VGG-net来自牛津大学Andrew Zisserman教授实验组。VGG通常有16-19层, 所有卷积层使用相同大小的 卷积核,卷积核大小为3×3
12 M a x - p o o l i n g
池化层(采样层):对输入的特征图进行压缩,一方面使特征图变小,简化网络计算复杂度;一方面进行特征压缩,
4. S4层是一个下采样层 输入:10*10 采样区域:2*2 采样方式:4个输入相加,乘以一个可训练参数,再加上一个可训练偏置。 结果通过sigmoid 采样种类:16 输出featureMap大小:5*5(10/2) 可训练参数:2*16=32(和的权+偏置) S4中每个特征图的大小是C3中特征图大小的1/4
2. S2层是一个下采样层(池化层Pooling) 输入:28*28 采样区域:2*2 采样方式:4个输入相加,乘以一个可训练参数, 再加上一个可训练偏置。结果通过sigmoid 采样种类:6 输出特征图大小:14*14(28/2) S2中每个特征图的大小是C1中特征图大小的1/4
8 经典的LeNet