分心感知的伪装物体分割 | 梅海洋,杨鑫,范登平等

图片

研究意义

伪装是动物或物体通过材料、颜色或者光照的任意组合实现的隐藏,以使目标物体难以被看见 (隐身) 或伪装成其他物体 (模仿)。受益于发现“无缝”嵌入其周围环境的伪装物体的能力,伪装物体分割在医学诊断 (如息肉分割和肺部感染分割)、工业 (如在自动生产线上检查不合格产品)、农业 (如蝗虫检测,以防止入侵)、安全和监视 (如搜索和救援任务、恶劣天气中针对自动驾驶的行人或障碍物的检测)、科学研究 (如稀有物种发现) 和艺术 (如逼真的融合和娱乐艺术) 等不同领域具有广泛的应用价值。

图1 伪装物体分割的实际应用
图1 伪装物体分割的实际应用

本文工作

本文提出了金字塔定位和聚焦网络 (PFNet+),极大提高了伪装物体分割的性能。本文的PFNet+包含三个关键模块,即上下文增强模块 (CEn)、金字塔定位模块 (PPM) 和聚焦模块 (FM)。其中,CEn通过整合上下文信息来增强骨干特征的表示能力,从而提供更有辨别性的骨干特征;PPM被设计用来模仿捕食中的检测过程,以金字塔的方式从全局的角度定位潜在的目标物体;然后FM被用来执行捕食中的识别过程,通过在歧义区域的聚焦来逐步细化粗糙的预测结果。

图2 本文提出的金字塔定位与聚焦网络模型

本文的创新点如下:(1) 本文在“先定位-再聚焦”伪装物体分割框架的基础上,引入了上下文增强模块来增强骨干特征的表示能力,以提供更有辨别性的骨干特征,从而提升伪装物体的定位和聚焦效果。(2) 本文提出了金字塔定位模块 (PPM),以金字塔的方式实现对伪装物体更鲁棒的定位。(3) 本文通过实验证明PFNet+具有优异的伪装物体分割性能,并且通过消融研究和分析揭示了模型设计的合理性与有效性。(4) 本文通过将PFNet+模型应用于息肉分割任务,进一步验证了它的泛化能力。

实验结果

为了证明本文的PFNet+的有效性,本文将其与最新方法在公开数据集上进行了比较。实验结果表明,PFNet+在量化指标和视觉效果上均显著优于现有方法。

图3 PFNet+ (第三列) 与现有方法的伪装物体分割结果视觉比较

本文提出的PFNet+借助上下文增强模块、金字塔定位模块和聚焦模块,能够分割隐藏在不同环境中的各种伪装物体,因此有潜力处理其他具有挑战性的视觉任务/应用。本文通过在息肉分割任务上进行实验,验证了本文方法的泛化能力。

图4 本文模型(第三列) 与最新息肉分割方法的视觉结果比较

文章信息

梅海洋, 杨鑫, 周运铎, 季葛鹏, 魏小鹏, 范登平. 分心感知的伪装物体分割. 中国科学: 信息科学, doi: 10.1360/SSI-2022-0138

版权声明:本文内容转自互联网,本文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,所有权归原作者所有。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至1393616908@qq.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。

(0)

相关推荐

发表回复

登录后才能评论