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专利号: 202110211081X
申请人: 青岛科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于海洋生物密度估计的多分支注意力网络系统,其特征在于,对输入图像进行处理得到海洋生物密度图;包括编码器分支和解码器分支,解码器分支包括解码器分支A和解码器分支B;

编码器分支是整个模型架构系统中的特征提取器,其采用选择删除全连接层后的VGG16网络;编码器分支在训练过程中采用预训练的VGG16模型的前13层的权重,通过使用VGG16网络中B2_C2、B3_C3、B4_C3的特征映射作为解码器分支的输入;

解码器分支A,用来生成估计密度图;其首先使用最近邻插值对VGG16网络中B5_C3的输出进行上采样,然后与B4_C3的输出特征进行拼接,拼接后的特征采用1×1×256和3×3×

256卷积进行特征融合,融合后的输出通过上采样操作后,再与编码网络中B3_C3的输出拼接;拼接后采用1×1和3×3的卷积和上采样操作后,继续与B2_C2拼接融合,形成特征融合密度图;

解码器分支B用于构造辅助输入,收敛并指导生成密度图;解码器分支B与解码器分支A在网络解码部分具有相似的结构,其区别在于,在解码器分支B中的每个3×3的卷积后面,加入了非局部建模单元Non‑local;非局部建模单元Non‑local定义如下:其中,x为输入信号,y为输出信息,i表示输出位置的索引;f(xi,xj)是用来计算xi和所有xj之间相关性,其值越小越表明xj对xi的影响越小;g(xj)相当于一个映射函数,用于计算输入信号x在j位置的表示,C(x)则代表归一化因子;C(x)的具体定义公式如下:其中,f(xi,xj)采用嵌入式高斯函数表示,θ(xi)=Wθxi, W表示1×1的卷积运算式;

g(xj)的具体定义公式如下:

g(xj)=Wgxj   公式(3)

其中,Wg是训练阶段学习到的权重矩阵;

在解码器分支B的末尾单独添加Sigmoid激活函数;最终由解码器分支B生成的增强特征图与解码器分支A生成的融合特征图按元素对应相乘后,通过1×1的卷积生成最终的分布密度图。