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专利号: 2021103943337
申请人: 北京工业大学
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:2026-04-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于分割网络优化的图像语义分割方法,其特征在于,包括:确定待语义分割的图像;

将所述图像输入至分割网络优化模型中,得到所述分割网络优化模型输出的图像语义分割结果;

其中,所述分割网络优化模型是基于样本图像以及对应的像素类别标注进行多阶段损失函数训练后得到的,所述像素类别标注是预先确定的;

其中,所述多阶段损失函数包括dice loss和CE loss组合的第一阶段损失函数、diceloss、CE loss和Boundary loss组合的第二阶段损失函数及Border concern loss的第三阶段损失函数;

所述Border concern loss的第三阶段损失函数如下:若q不属于G,则

若q属于G,则

其中,G是标签信息的区域,S是预测区域,ΔS=||G-S||,是G和S的并集减去交集的部分,q是ΔS 上任意一点,Ω属于0到1,是区域的二进制指示符函数,当q属于S区域,则s(q)=1,否则s(q)=0,

2.根据权利要求1所述的基于分割网络优化的图像语义分割方法,其特征在于,所述分割网络优化模型包括主干特征提取模型、加强特征提取模型和预测模型;

将所述图像输入至分割网络优化模型中,得到所述分割网络优化模型输出的图像语义分割结果,包括:将所述图像输入所述主干特征提取模型,输出多个有效特征层的图像特征;

将所述多个有效特征层的图像特征输入所述加强特征提取模型,输出所有有效特征层的图像融合特征;

将所述所有有效特征层的图像融合特征输入所述预测模型,输出所述图像的语义分割结果。

3.根据权利要求2所述的基于分割网络优化的图像语义分割方法,其特征在于,所述加强特征提取模型是将样本图像以及对应的像素类别标注分批次后作为训练样本训练卷积神经网络的多阶段损失函数,并根据每批次的训练样本对应的所述多阶段损失函数的损失loss值集合更新所述卷积神经网络的网络参数后得到的。

4.根据权利要求3所述的基于分割网络优化的图像语义分割方法,其特征在于,所述根据每批次的训练样本对应的所述多阶段损失函数的损失loss值集合更新所述卷积神经网络的网络参数,包括:基于网络评定标准参数的设定或手动依次对所述多阶段损失函数进行调控切换,得到每批次的训练样本对应的所述多阶段损失函数的损失loss值集合;

依批次基于所述多阶段损失函数的损失loss值集合的最小loss值持续优化所述卷积神经网络的网络参数。

5.一种基于分割网络优化的图像语义分割系统,其特征在于,包括图像确定单元和图像语义分割单元;

图像确定单元,用于确定待语义分割的图像;

图像语义分割单元,用于将所述图像输入至分割网络优化模型中,得到所述分割网络优化模型输出的图像语义分割结果;

其中,所述分割网络优化模型是基于样本图像以及对应的像素类别标注进行多阶段损失函数训练后得到的,所述像素类别标注是预先确定的;

其中,所述多阶段损失函数包括dice loss和CE loss组合的第一阶段损失函数、diceloss、CE loss和Boundary loss组合的第二阶段损失函数及Border concern loss的第三阶段损失函数;

所述Border concern loss的第三阶段损失函数如下:若q不属于G,则

若q属于G,则

其中,G是标签信息的区域,S是预测区域,ΔS=||G-S||,是G和S的并集减去交集的部分,q是ΔS 上任意一点,Ω属于0到1,是区域的二进制指示符函数,当q属于S区域,则s(q)=1,否则s(q)=0,

6.根据权利要求5所述的基于分割网络优化的图像语义分割系统,其特征在于,所述图像语义分割单元包括主干特征提取模块、加强特征提取模块和预测模块;

所述主干特征提取模块,用于基于确定的所述图像得到多个有效特征层的图像特征;

所述加强特征提取模块,用于基于所述多个有效特征层的图像特征得到所有有效特征层的图像融合特征;

所述预测模块,用于基于所述所有有效特征层的图像融合特征得到图像语义分割结果。

7.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4任一项所述的基于分割网络优化的图像语义分割方法的步骤。

8.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的基于分割网络优化的图像语义分割方法的步骤。