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利用注意力机制的在线自适应孪生网络跟踪方法。

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简介:
为了解决全卷积孪生网络(SiamFC)算法在面对相似目标同时存在,以及目标外观发生显著变化的情况下跟踪性能下降的难题,本文提出了一种基于注意力机制的在线自适应孪生网络跟踪算法(AAM-Siam),旨在显著提升网络模型的辨别能力,从而实现在线学习目标外观的变化并有效抑制背景干扰。具体而言,首先,在模板分支和搜索分支中引入先前帧跟踪过程中获得的关键信息,以有效地弥补网络模型在处理目标外观变化时的局限性。随后,通过在孪生网络架构中集成空间注意力模块和通道注意力模块,实现不同帧间特征的深度融合,进而能够在线学习目标形变特征并精准地抑制背景噪声,最终进一步增强模型的特征表达能力。最后,本文所提出的算法在OTB和VOT2016跟踪基准数据集上的实验结果表明,相较于基础算法SiamFC,本文算法在OTB50数据集上的精确度分别提升了4.3个百分点,平均成功率提升了3.6个百分点。

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  • 基于线双胞胎
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    本研究提出了一种基于注意力机制的在线自适应双胞胎网络跟踪算法,旨在提升目标跟踪精度与效率。该方法通过模仿人类视觉注意系统来优化模型学习过程,在线调整以应对光照变化、遮挡等问题,适用于视频监控等应用领域。 为了应对全卷积孪生(SiamFC)网络算法在处理相似目标共存及目标外观显著变化时跟踪失败的问题,本段落提出了一种基于注意力机制的在线自适应孪生网络跟踪算法(AAM-Siam),旨在增强模型的判别能力,并实现对目标外观变化的学习以及背景抑制。具体来说,在模板分支和搜索分支中引入前一帧追踪结果以弥补现有方法在处理目标外观变化方面的不足;通过添加空间与通道注意力模块,进一步促进不同帧之间的特征融合,从而在线学习目标形变并有效抑制背景干扰;最终实验表明该算法在OTB50数据集上的精确度和平均成功率相较于基础算法SiamFC分别提升了4.3个百分点及3.6个百分点。
  • 基于神经AUV轨迹
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    本研究提出了一种基于自适应神经网络的方法,用于自主无人航行器(AUV)的精确轨迹跟踪控制,显著提升了系统的稳定性和响应速度。 基于自适应神经网络控制的AUV轨迹跟踪控制器设计了一种能够根据环境变化自动调整参数的控制系统,提高了自主水下航行器在复杂海洋条件下的导航精度和稳定性。
  • 原理详解及翻译——于目标
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    本文详细解析了孪生网络的工作机制及其在目标跟踪领域的应用,并提供相关术语和技术细节的精准翻译。适合研究与学习使用。 孪生网络(Siamese Network)是一种深度学习架构,在目标跟踪和人脸识别等领域发挥重要作用。其核心思想是通过一个映射函数将输入数据转换到目标空间中,使同一类别的样本在该空间中的距离尽可能小,不同类别之间的距离则尽量大。这种方法尤其适用于处理大量类别且每个类别样本数量有限的问题。 在目标跟踪应用中,孪生网络可以用于识别和验证对象身份。例如,在人脸识别任务上,它会学习将人脸图像映射到一个低维的目标空间内。这样同一个人的各种不同表情、光照条件或遮挡情况下的面部图像在此空间中的距离就会很接近;而不同人的面部图则相距较远。因此即使在训练时没有遇到过的新面孔也能通过计算其目标空间的距离来判断是否与已知的某个人匹配。 孪生网络的训练过程需要最小化一个特定损失函数,该函数基于成对图像定义。当两个图像属于同一类别时,此损失函数会促使它们之间的距离减小;相反地,若二者不属于同一种类,则希望增大其间的距离。实践中通常采用卷积神经网络(CNN)作为映射功能的基础架构,因为CNN在提取特征和抵抗几何变形方面表现出色。 设计良好的孪生网络能够对输入图像的各种变化保持鲁棒性,如姿态、光照条件、表情及位置的变化甚至遮挡物的影响。通过训练过程中的学习机制,该模型可以捕捉到面部的关键特征信息,并且即使面对诸如墨镜或围巾等障碍物时仍能有效识别出个体。 与传统方法(例如神经网络和支持向量机)相比,孪生网络无需在训练阶段预先知道所有类别及其样本。它能够处理大量类别和少量样本的问题。此外,由于其对称性设计,在输入顺序不同的情况下也能提供一致的相似度测量结果,这进一步增强了其实用性和可靠性。 综上所述,孪生网络是一种强大的机器学习工具,特别适用于目标跟踪、人脸识别等需要应对大规模类别且训练数据有限的应用场景。通过深度学习和映射技术创建一个能捕捉语义距离的低维空间后,它可以实现对未知类别的有效比较与匹配任务,在各种面部识别任务中已经取得了显著成果,并随着深度学习技术的进步持续展现出更大的应用潜力。
  • 基于成对抗图像超分辨率重建中
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    本研究探讨了将注意力机制融入生成对抗网络(GAN)中,以提升图像超分辨率重建的效果和效率。通过集中处理图像的关键细节,该方法能够显著改善低分辨率图像的恢复质量,为视觉识别与增强领域提供了一种新颖且高效的解决方案。 针对现有基于深度学习的图像超分辨率重建方法在恢复细节纹理过程中易产生伪纹理及未能充分利用原始低分辨率图像中的丰富局部特征层信息的问题,本段落提出了一种基于注意力生成对抗网络(GAN)的超分辨率重建方法。该方法中,生成器部分采用由注意力递归网络构成的设计,并引入了密集残差块结构以增强其性能。 首先,在自编码框架下,生成器提取图像中的局部特征并提升分辨率;随后,通过判别器进行修正处理,最终将低分辨率的输入图像重建为高分辨率版本。实验结果表明,在多种峰值信噪比(PSNR)超分辨率评价方法中,所提出的网络模型展现了稳定的训练性能,并有效提升了图像视觉质量的同时具备较强的鲁棒性。
  • MNIST上示例
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    本研究展示了孪生网络(Siamese Network)在经典手写数字识别数据集MNIST上的应用实例。通过对比学习方法,该模型能够有效地辨别和分类图像中的数字。 在MNIST数据集上简单实现了孪生网络的TensorFlow代码,包括训练过程、测试过程和图示过程。代码包中自带图像,可以直接运行。
  • Model_Reference_Adaptive_Control.rar_参考__
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    本资源为MATLAB实现的模型参考自适应控制系统代码,适用于方波信号的精确跟踪与控制研究。 模型参考自适应控制的Matlab实例展示了如何进行仿真模拟闭环跟踪方波输入。关键字包括:模型参考自适应控制、Matlab例程。
  • 基于非线性速度观测器不确定械臂神经阻抗
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    本研究提出了一种结合非线性速度观测器和自适应神经网络的方法,实现对带有未知动态特性的机械臂进行精确的力阻抗控制。 基于非线性速度观测器的不确定机械臂自适应神经网络力跟踪阻抗控制。
  • 计算视觉中
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    本研究探讨了注意力机制在计算机视觉领域的最新进展和应用场景,包括图像识别、目标检测及语义分割等方向,旨在提升模型对关键信息的关注度与理解力。 本段落汇总了自Non-local和SENet之后的十几篇发表于CVPR/ICCV的经典注意力方法,包括CBAM、A2Net、PSANet、DANet、APCNet、SKNet、CCNet、GCNet、ANNNet、OCRNet、SANet以及ECANet。
  • 基于深度图像超分辨率重建
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    本研究提出了一种基于自注意力机制的深度学习算法,用于提升图像超分辨率重建的效果和速度,为高清晰度图像处理提供了新思路。 为了应对现有图像超分辨率重建方法在细节恢复不足及层次感欠缺的问题,本段落提出了一种基于自注意力深度网络的创新解决方案。该方案以深度神经网络为核心技术手段,通过提取低分辨率图像中的特征,并建立从这些低分辨特征到高分辨率图像特征之间的非线性映射关系来实现超分辨率重建。 在这一过程中,引入了自注意力机制用于捕捉整个图像中像素间的依赖关系,利用全局信息指导和增强重建效果。此外,在训练深度神经网络时采用了两种损失函数:一种是基于像素级别的误差计算方法;另一种则是感知损失(即通过模拟人类视觉系统的感受器来评估图像质量的差异),以此强化模型对细微特征细节恢复的能力。 实验结果表明,在三个不同类型的数据集上进行对比测试后,所提出的方法能够显著提高超分辨率重建后的图像在细节再现方面的表现,并且生成的结果具有更好的视觉效果。