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基于深度學習的大規(guī)?ǹ谲囕v檢索方法研究

發(fā)布時間:2020-06-02 06:15
【摘要】:近年來,隨著我國人均機動車保有量的快速增長,道路交通安全形勢面臨著愈加嚴峻的挑戰(zhàn)。交通管理部門通過在高速公路和城市路口安裝越來越多的卡口攝像機等設備來獲取車輛圖像,然后結合后臺的智能交通系統(tǒng)分析,以此加大對車輛的監(jiān)控管理。車輛檢索,也被稱為“以車搜車”,是智能交通系統(tǒng)中最重要的組成部分之一。因此,車輛檢索技術的研究具有重要的應用價值。由于車輛圖片數(shù)目的快速增多以及車輛類別數(shù)的不斷增加,傳統(tǒng)的檢索方法已經無法滿足大規(guī)模車輛圖像的檢索需求。隨著深度學習技術的迅猛發(fā)展,卷積神經網(wǎng)絡已經在圖像處理領域取得了優(yōu)異的表現(xiàn)。并且深度學習模型可以快速的完成特征提取,具有更高的靈活性和普適性。因此,本文針對大規(guī)?ǹ谲囕v圖像數(shù)據(jù)集,使用深度學習框架,在經典的深度網(wǎng)絡模型上進行改進,提出可以在實際場景中應用的車輛檢索方法。本文的貢獻和主要工作如下:(1)構建了卡口車輛數(shù)據(jù)集CarsDataset-1和CarsDataset-2。由于當前車輛數(shù)據(jù)集的類別較少、規(guī)模較小而且標注信息簡單,我們構建規(guī)模為15萬張圖片的卡口車輛數(shù)據(jù)集。此外,我們?yōu)閿?shù)據(jù)集標注了品牌、車型、款式、年代、顏色等屬性信息。(2)提出一種基于多屬性深度特征融合的車輛檢索方法。傳統(tǒng)的基于內容的車輛檢索方法往往使用底層特征(如顏色、形狀、紋理等特征)表示圖像。但是這種方式難以克服復雜場景下背景、光照、以及角度等因素的干擾;谲嚺频能囕v檢索方法不能有效地解決套牌車、車牌遮擋等問題。同時,基于深度分類網(wǎng)絡的特征在檢索問題中取得了不錯的效果。但目前已有的深度方法僅僅根據(jù)標簽的異同構建圖像對或者三元組圖像進行度量學習,沒有充分挖掘車輛標簽的信息而且模型難以訓練。在車輛圖片的標簽信息中,車型和顏色屬性相對獨立而且類別數(shù)量較少。因此,本文在卷積神經網(wǎng)絡的分類特征基礎上,提出將車輛的車型屬性(顏色屬性)特征和分類特征進行融合的方法,并把融合后的特征作為檢索特征進行車輛檢索。最后,在本文提出的大規(guī)模卡口車輛數(shù)據(jù)集上的實驗表明了基于多屬性深度特征融合的車輛檢索算法的有效性。(3)提出基于多層特征融合與深度哈希的車輛檢索方法,F(xiàn)有的車輛檢索方法采用的特征一般是浮點型的特征,不能夠應對大規(guī)模數(shù)據(jù)集的快速檢索問題。因此,本文使用了針對大規(guī)模圖像檢索的哈希方法。相比于傳統(tǒng)的哈希方法,基于深度學習的哈希方法能同時學習圖像表示和哈希編碼,可以取得更好的效果。本文在端到端的深度哈希算法框架的基礎上,將卷積神經網(wǎng)絡模型的多層特征進行融合之后,再進行哈希編碼的學習。最后,在本文提出的大規(guī)模卡口車輛數(shù)據(jù)集上進行實驗驗證,證明了所提出方法的有效性。
【圖文】:

基于深度學習的大規(guī)模卡口車輛檢索方法研究


圖2.邋1基于內容的圖像檢索系統(tǒng)的基本框架逡逑

最簡,感知器,隱層,學習權


/逡逑'邋/逡逑圖2.2邋MCP神經元模型圖逡逑Fig邋2.2邋MCP邋neuron邋model邋diagram逡逑MCPyL經元模型的權重是事先設定的,不具備后來的學習能力,因此到逡逑1958年Rose—32】提出的單層感知器,這個模型可以學習權重,,但它只能解逡逑決線性可分的問題,不能解決異或(XOR)問題|331。因此,研宄者們嘗試著逡逑把多個感知器組合到一起,實現(xiàn)對復雜空間的分割問題,這樣的模型被稱作多逡逑層感知器(Multi-layer邋Perceptron,簡稱MLP)神經網(wǎng)絡。MLP神經網(wǎng)絡是最逡逑常見的人工神經網(wǎng)絡算法,基本結構組成為:一個輸入層(iiiPutlayer)、中逡逑間隱層(hidden邋layer)以及一個輸出層(output邋layer)。MLP至少為3層的結構,逡逑最簡單的MLP只含有一個隱層
【學位授予單位】:安徽大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2019
【分類號】:TP391.41;U495

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本文編號:2692734

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