【摘 要】
:
随着高速铁路的快速发展,列车行车安全愈发重要,但异物入侵铁路限界存在极大安全隐患,基于深度学习的目标入侵检测算法已成为了研究热点。既有深度学习算法的准确率依赖于训练集中标注样本的数量及种类的丰富程度,而在铁路运营时段无法采集足够的训练样本,导致算法难以进行测试和进一步提升。针对上述问题,本文旨在提出一种基于生成对抗网络的铁路异物入侵图像生成算法,首先基于生成对抗网络生成指定类别的入侵异物语义图像并
论文部分内容阅读
随着高速铁路的快速发展,列车行车安全愈发重要,但异物入侵铁路限界存在极大安全隐患,基于深度学习的目标入侵检测算法已成为了研究热点。既有深度学习算法的准确率依赖于训练集中标注样本的数量及种类的丰富程度,而在铁路运营时段无法采集足够的训练样本,导致算法难以进行测试和进一步提升。针对上述问题,本文旨在提出一种基于生成对抗网络的铁路异物入侵图像生成算法,首先基于生成对抗网络生成指定类别的入侵异物语义图像并将其翻译生成为实际图像,然后计算异物在铁路某位置的尺寸大小并将生成异物图像与铁路场景进行合成,从而人工生成逼真且多样的铁路异物入侵图像,这对于铁路周界入侵检测系统的研发和保障铁路行车安全具有重要意义。为了生成指定类别的入侵异物语义图像,本文构建了生成对抗网络模型SGAN,其生成器以随机噪声和异物类别条件为输入,基于残差网络进行图像特征提取并利用亚像素卷积进行上采样;其判别器则增加了辅助分类器以提供更强的监督学习。该模型在本文潜在入侵目标样本库上进行实验,量化结果表明模型所生成的语义图像具有较高质量且优于其他模型结果。为了将入侵异物语义图像翻译生成为实际图像,本文提出图像翻译模型TGAN。该模型为深度卷积生成对抗网络模型,其生成器以语义图像为输入,由多层残差网络模块进行特征提取并利用反卷积进行图像重建;判别器则采用多尺度模型,以适应较高分辨率下的图像判别任务;同时损失函数部分添加了感知损失项和特征匹配损失项,以提升生成样本质量。基于本文样本库的消隐实验表明,本文算法对生成样本的真实性和多样性具有较好的提升作用,同时相对于其他经典图像翻译模型效果更优。为了使生成异物在铁路场景不同位置时均具有较高的尺寸真实性,本文提出一种基于轨距常数的异物尺寸估计算法。该算法首先通过中值滤波、形态学闭运算等预处理方法突显钢轨直线特征,采用极向投影确定钢轨直线并检测轨间区域的轨枕平行线组,根据不同位置两轨直线间像素数量及轨距与异物真实尺寸的比例即可计算出该位置的异物目标像素。在铁路异物入侵图像生成实验中,多项量化指标表明本文算法生成的图像具有较高的真实性和多样性,且入侵异物具有较高的尺寸真实性,可满足周界入侵检测算法研发测试的需求,对于保证铁路行车安全具有重要意义。
其他文献
芳香族氨基化合物尤其是卤代芳香族氨基化合物是一类非常重要的有机中间体,被广泛应用于农药、医药、杀虫剂、表面活性剂等的制备、化工产品的合成等诸多领域。芳香族氨基化
无机无铅钙钛矿因其良好的稳定性、无污染性以及优异的光、电性质,而被视为有前景的光伏和光电子材料。值得注意的是,缺陷在无机钙钛矿的制备过程中很难消除。研究和理解全无
与体相材料表现有所不同,金纳米颗粒具有局域表面等离激元共振现象,从而导致金纳米颗粒呈现出强烈的光吸收和散射特性,其独特的光学特性被广泛应用于生物、医学、能源、环境以及材料等领域。尺寸和浓度是金纳米颗粒系重要的参数,决定金纳米颗粒在实际应用中的性质和行为。非球形金纳米颗粒宽广的共振峰位置可调谐性使得其更加具有应用价值,非球形金纳米颗粒尺寸分布和浓度的准确测量对于非球形金纳米颗粒在制备中的尺寸控制及应
词汇是语言结构的基本单位,也是语言中最活跃的成分。对于汉语的初学者来说,生词注释将直接影响汉语的学习效果。本文从韩汉语言对比的角度出发,以两套韩国本土初级汉语教材,即天才出版社的《高中汉语》和效率出版社的《高中汉语》的生词部分作为研究对象,运用对比分析和问卷调查的研究方法对两套《高中汉语》的生词注释进行研究,并提出生词注释的相关建议。首先,对两套教材生词的释义模式和释义方式进行分析和统计,归纳出韩
壳聚糖具有良好的抗氧化、抗菌、提高免疫能力等活性,目前已广泛应用于食品、医药等行业,其分子中含有羰基,可与氨基酸的氨基发生美拉德反应。壳寡糖是壳聚糖的水解产物,与壳
水稻ROP基因OsRac5是从雌雄蕊形成期幼穗中分离得到的功能未知基因。前期研究发现,该基因与光敏核不育水稻农垦58S光周期育性转换相关;该基因在水稻生长发育过程中在多种组织
近年来,工业排放二氧化硫烟气呈现出浓度低、气量大的特点。传统吸附法中的活性炭虽然可以有效处理低浓度二氧化硫烟气,但是脱硫成本较高。因此,以含有大量有机质、丰富的氮磷和金属离子的污水处理厂剩余污泥为原料,通过化学途径制备价格低廉的生物炭吸附剂。在实现污水厂剩余污泥资源化利用的同时又处理了低浓度二氧化硫烟气,实现以废治废。论文研究生物炭制备影响因素:不同的无氧状态、热解温度、升温速率以及保温时间,以污
随着经济全球化的不断发展,不定期船作为各国间货物运输的重要方式也得到了繁荣发展。不定期船主要是在国际上运输大宗散货,具有货源、货流不稳定,船舶航线、挂靠港口和船期不固定的特点。因此,不定期船舶调度较为复杂。而不定期船舶调度情况直接影响运力资源的配置,其结果决定着船舶的利用率与航运企业的整体收益。在当下航运市场持续低迷,节省燃油是任何现实环境下的选择,不定期船舶运输航线向网络化发展的环境下,科学地开
随着售电侧改革的不断深入和主动配电网(Active distribution network,ADN)技术的日益成熟,可以预见未来越来越多的新兴市场决策主体(以下简称多主体),如负荷聚合商(Load aggregator,LA)和微电网运营商(Microgrid operator,MGO)等,将逐渐参与到配电侧市场的电力交易中来。然而,在目前我国的大部分电力市场中广泛采用垂直一体化交易机制,而该机
近年来,随着我国高铁建设的加速推进,城市发展的资源和重心正逐渐偏向高速铁路周边区域,越来越多的城市期望借助高速铁路的“时空效应”完成城市的空间重构,高铁新区正逐渐成为我国重要的新型城市区块,同时高铁新区在规划设计中多被定位为区域的城市门户。在这个背景下,如何提升高铁新区的整体形象,便成为了当下急需解决的重要课题之一。目前,国内有文献对如何塑造高铁新区特色形象进行研究,但是多从设计的角度进行原理性的