Digging historical and cultural information from seals in ancient books is of great significance. However, ancient Chinese seal samples are scarce and carving methods are diverse, and traditional digital image processing methods based on greyscale have difficulty achieving superior segmentation and recognition performance. Recently, some deep learning algorithms have been proposed to address this problem; however, current neural networks are difficult to train owing to the lack of datasets. To solve the afore-mentioned problems, we proposed an SEL-RefineMask which combines selector of feature pyramid network (SEL-FPN) with RefineMask to segment and recognize seals. We designed an SEL-FPN to intelligently select a specific layer which represents different scales in the FPN and reduces the number of anchor frames. We performed experiments on some instance segmentation networks as the baseline method, and the top-1 segmentation result of 64.93% is 5.73% higher than that of humans. The top-1 result of the SEL-RefineMask network reached 67.96% which surpassed the baseline results. After segmentation, a vision transformer was used to recognize the segmentation output, and the accuracy reached 91%. Furthermore, a dataset of seals in ancient Chinese books (SACB) for segmentation and small seal font (SSF) for recognition were established which are publicly available on the website.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제18권2호
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pp.311-326
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2024
The rapid development of neural network technology promotes the neural network model driven by big data to overcome the texture effect of complex objects. Due to the limitations in complex scenes, it is necessary to establish custom template matching and apply it to the research of many fields of computational vision technology. The dependence on high-quality small label sample database data is not very strong, and the machine learning system of deep feature connection to complete the task of texture effect inference and speculation is relatively poor. The style transfer algorithm based on neural network collects and preserves the data of patterns, extracts and modernizes their features. Through the algorithm model, it is easier to present the texture color of patterns and display them digitally. In this paper, according to the texture effect reasoning of custom template matching, the 3D visualization of the target is transformed into a 3D model. The high similarity between the scene to be inferred and the user-defined template is calculated by the user-defined template of the multi-dimensional external feature label. The convolutional neural network is adopted to optimize the external area of the object to improve the sampling quality and computational performance of the sample pyramid structure. The results indicate that the proposed algorithm can accurately capture the significant target, achieve more ablation noise, and improve the visualization results. The proposed deep convolutional neural network optimization algorithm has good rapidity, data accuracy and robustness. The proposed algorithm can adapt to the calculation of more task scenes, display the redundant vision-related information of image conversion, enhance the powerful computing power, and further improve the computational efficiency and accuracy of convolutional networks, which has a high research significance for the study of image information conversion.
DNN을 사용하여 객체 인식 과정에서 객체를 잘 분류하기 위해서는 시각적 설명성이 요구된다. 시각적 설명성은 object class에 대한 예측을 pixel-wise attribution으로 표현해 예측 근거를 해석하기 위해 제안되었다, Scale-invariant한 특징을 제공하도록 설계된 pyramidal features 기반 backbone 구조는 object detection 및 classification 등에서 널리 쓰이고 있으며, 이러한 특징을 갖는 feature pyramid를 trainable attention mechanism에 적용하고자 할 때 계산량 및 메모리의 복잡도가 증가하는 문제가 있다. 본 논문에서는 일반적인 FPN에서 객체 인식 성능과 설명성을 높이기 위한 피라미드-주의집중 계층네트워크 (FPN-Attention Layered Network) 방식을 제안하고, 실험적으로 그 특성을 평가하고자 한다. 기존의 FPN만을 사용하였을 때 객체 인식 과정에서 설명성을 향상시키는 방식이 객체 인식에 미치는 정도를 정량적으로 평가하였다. 제안된 모델의 적용을 통해 낮은 computing 오버헤드 수준에서 multi-level feature를 고려한 시각적 설명성을 개선시켜, 결괴적으로 객체 인식 성능을 향상 시킬 수 있음을 실험적으로 확인할 수 있었다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제13권6호
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pp.3182-3198
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2019
Vision-based Human Pose Estimation has been considered as one of challenging research subjects due to problems including confounding background clutter, diversity of human appearances and illumination changes in scenes. To tackle these problems, we propose to use a new multi-stage convolution machine for estimating human pose. To provide better heatmap prediction of body joints, the proposed machine repeatedly produces multiple predictions according to stages with receptive field large enough for learning the long-range spatial relationship. And stages are composed of various modules according to their strategic purposes. Pyramid stacking module and dilation module are used to handle problem of human pose at multiple scales. Their multi-scale information from different receptive fields are fused with concatenation, which can catch more contextual information from different features. And spatial and channel information of a given input are converted to gating factors by squeezing the feature maps to a single numeric value based on its importance in order to give each of the network channels different weights. Compared with other ConvNet-based architectures, we demonstrated that our proposed architecture achieved higher accuracy on experiments using standard benchmarks of LSP and MPII pose datasets.
딥러닝의 발전으로 인하여 의미론적 분할 방법은 다양한 분야에서 연구되고 있다. 의료 영상 분석과 같이 정확성을 요구하는 분야에서 분할 정확도가 떨어지는 문제가 있다. 본 논문은 의미론적 분할 시 특징 손실을 최소화하기 위해 딥러닝 기반 분할 방법인 PSPNet을 개선하였다. 기존 딥러닝 기반의 분할 방법은 특징 추출 및 압축 과정에서 해상도가 낮아져 객체에 대한 특징 손실이 발생한다. 이러한 손실로 윤곽선이나 객체 내부 정보에 손실이 발생하여 객체 분류 시 정확도가 낮아지는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 의미론적 분할 모델인 PSPNet을 개선하였다. 기존 PSPNet에 제안하는 multi scale attention을 추가하여 객체의 특징 손실을 방지하였다. 기존 PPM 모듈에 attention 방법을 적용하여 특징 정제 과정을 수행하였다. 불필요한 특징 정보를 억제함으로써 윤곽선 및 질감 정보가 개선되었다. 제안하는 방법은 Cityscapes 데이터 셋으로 학습하였으며, 정량적 평가를 위해 분할 지표인 MIoU를 사용하였다. 실험을 통해 기존 PSPNet 대비 분할 정확도가 약 1.5% 향상되었다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제15권5호
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pp.1814-1828
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2021
Low-light image enhancement is a key technique to overcome the quality degradation of photos taken under scotopic vision illumination conditions. The degradation includes low brightness, low contrast, and outstanding noise, which would seriously affect the vision of the human eye recognition ability and subsequent image processing. In this paper, we propose an approach based on deep learning and Retinex theory to enhance the low-light image, which includes image decomposition, illumination prediction, image reconstruction, and image optimization. The first three parts can reconstruct the enhanced image that suffers from low-resolution. To reduce the noise of the enhanced image and improve the image quality, a super-resolution algorithm based on the Laplacian pyramid network is introduced to optimize the image. The Laplacian pyramid network can improve the resolution of the enhanced image through multiple feature extraction and deconvolution operations. Furthermore, a combination loss function is explored in the network training stage to improve the efficiency of the algorithm. Extensive experiments and comprehensive evaluations demonstrate the strength of the proposed method, the result is closer to the real-world scene in lightness, color, and details. Besides, experiments also demonstrate that the proposed method with the single low-light image can achieve the same effect as multi-exposure image fusion algorithm and no ghost is introduced.
In this paper, we propose a real-time drone-based violent protest detection system. Our proposed system uses drones to detect scenes of violent protest in real-time. The important problem is that the victims and violent actions have to be manually searched in videos when the evidence has been collected. Firstly, we focused to solve the limitations of existing collecting evidence devices by using drone to collect evidence live and upload in AWS(Amazon Web Service)[1]. Secondly, we built a Deep Learning based violence detection model from the videos using Yolov3 Feature Pyramid Network for human activity recognition, in order to detect three types of violent action. The built model classifies people with possession of gun, swinging pipe, and violent activity with the accuracy of 92, 91 and 80.5% respectively. This system is expected to significantly save time and human resource of the existing collecting evidence.
학교폭력은 교육 환경에서 심각한 문제이다. 피해자에게 심리적 고통과 육체적 상해를 입히고 학교 내 안전과 안정성을 위협한다. 이에 많은 교육기관과 정부 기관이 학교폭력 예방과 대처를 위한 다양한 방안을 제시하고 있지만, 여전히 어려운 문제이다. 최근에는 인공지능 기술을 활용하여 학교폭력 방지와 대처에 관한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 YOLOv5(You Only Look Once version 5) 딥러닝 알고리즘을 활용하여 학교 내부에서 발생하는 폭력 행위를 실시간으로 탐지하는 모델을 제안한다. 이 모델은 CCTV와 같은 영상 데이터를 입력으로 받아들여 학교 내부에서 발생하는 폭력 행위를 실시간으로 식별하는 것을 목표로 한다.
본 논문에서는 앵커 프리 방법을 이용한 FCN(Fully Convolutional Network)기반의 1단계 다중 크기 얼굴 검출기를 제안한다. 최근 대부분의 연구들은 사전 정의된 앵커를 사용하여 얼굴이 있을 만한 위치를 예측한다. 그러나 사전 정의 앵커를 이용함으로써 학습 시 하이퍼 파라미터의 설정과 추가적인 계산이 필요하다. 제안하는 방법의 핵심 아이디어는 앵커 프리 방법을 사용하여 하이퍼 파라미터를 없애고 여러 개의 특징 맵을 사용함으로써 클래스 내 불균형 문제를 완화하는 것이다. 이 방법들은 다음과 같은 효과가 있다. 첫째로 사전정의 앵커를 없앰으로써 앵커와 관련된 하이퍼 파라미터와 추가적인 계산을 피한다. 둘째로 클래스 내 불균형을 완화하기 위해 여러개의 특징 맵으로부터 얼굴을 예측한다. 정량적 평가를 통해 제안하는 방법에 따른 검출 성능을 평가 및 분석한다. FDDB(Face Detection Dataset & Benchmark) 데이터 셋의 실험 결과에서 제안하는 방법이 효과가 있음을 증명했다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제13권10호
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pp.5179-5196
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2019
To explore an effective non-invasion medical imaging diagnostics approach for hepatocellular carcinoma (HCC), we propose a method based on adopting the multiple technologies with the multi-parametric data fusion, transfer learning, and multi-scale deep feature extraction. Firstly, to make full use of complementary and enhancing the contribution of different modalities viz. multi-parametric MRI images in the lesion diagnosis, we propose a data-level fusion strategy. Secondly, based on the fusion data as the input, the multi-scale residual neural network with SPP (Spatial Pyramid Pooling) is utilized for the discriminative feature representation learning. Thirdly, to mitigate the impact of the lack of training samples, we do the pre-training of the proposed multi-scale residual neural network model on the natural image dataset and the fine-tuning with the chosen multi-parametric MRI images as complementary data. The comparative experiment results on the dataset from the clinical cases show that our proposed approach by employing the multiple strategies achieves the highest accuracy of 0.847±0.023 in the classification problem on the HCC differentiation. In the problem of discriminating the HCC lesion from the non-tumor area, we achieve a good performance with accuracy, sensitivity, specificity and AUC (area under the ROC curve) being 0.981±0.002, 0.981±0.002, 0.991±0.007 and 0.999±0.0008, respectively.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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