基于深度学习的场景分类方法研究

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场景分类技术是计算机视觉、机器学习和模式识别领域的热点课题。近年来,随着图像传感器的快速发展与互联网的普及,拓展了图像的采集与传播方式。例如,流行的图像分享网站Flickr存储的图像数量已经超过六十亿,知名图像社交网站Instagram的活跃用户数量突破一亿。面对海量的图像数据,传统的手工分类方法已经难以满足日益增长的需求。因此,研究场景分类方法实现图像类别自动标注,是提高图像检索效率、拓展计算机视觉智能应用的必要途径。
  本文主要研究内容如下:
  1.本文针对传统场景分类需要人工设计特征的方法,基于AlexNet(8层)、VGG16(16层)、ResNet(152层)三种不同的深度网络模型进行了对比研究。通过Places2数据集进行训练与测试,AlexNet模型在保证较高场景分类准确率的前提下,具有更快的收敛速度。
  2.在以上工作基础上,本文提出一种基于全局特征的IK-AlexNet网络模型,基本思想在于对AlexNet网络的卷积核大小与数量进行改进。通过Places2数据集进行训练与测试,IK-AlexNet模型获得了更好的场景分类结果。
  3.由于LSTM网络可以理解场景中的局部特征,本文提出了一种融合全局与局部特征的IK-AlexNet-LSTM网络模型,以进一步提高场景分类准确率。通过Places2、LSUN数据集进行训练与测试,该网络模型获得更高的准确率。
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