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基于改进U-Net的铜合金晶界识别方法
1
作者 靖青秀 刘卫辉 +4 位作者 常琪琪 谢伟滨 张志聪 吴瑞洋 黄晓东 《有色金属(中英文)》 北大核心 2026年第2期198-206,共9页
晶粒度评级精度高度依赖于准确的晶粒尺寸与形状表征,而晶界分割是界定晶粒范围的关键预处理步骤。针对铜合金显微图像中晶界对比度低、边缘模糊导致的检测困难,以及现有高精度分割算法参数量大、计算复杂度高、难以满足工业实时检测需... 晶粒度评级精度高度依赖于准确的晶粒尺寸与形状表征,而晶界分割是界定晶粒范围的关键预处理步骤。针对铜合金显微图像中晶界对比度低、边缘模糊导致的检测困难,以及现有高精度分割算法参数量大、计算复杂度高、难以满足工业实时检测需求等问题,本文提出一种基于MobileNetV2的轻量化U-Net改进方法。通过将MobileNetV2作为主干网络解决特征丢失问题,并引入集成深度可分离卷积的ASPP模块,有效增强了多尺度语义特征提取能力。实验结果表明,改进后的模型在保持轻量化的同时,在晶界分割任务中取得了mIOU 87.66%、精确率93.50%、平均像素准确率92.79%的优异性能,显著优于传统U-Net模型,为工业现场实时晶界识别提供了可靠解决方案。 展开更多
关键词 铜合金 晶粒度 深度学习 U-net 轻量化
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基于多尺度特征提取的U-Net网络微地震定位方法
2
作者 黄建平 王秋阳 +6 位作者 李媛媛 黎国龙 苏来源 路依霖 李三福 段文胜 雷刚林 《中国石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期1-11,共11页
微地震定位是微地震监测的核心任务,面对当前海量的地震数据,传统的定位方法已无法满足实时定位的需求。为此,利用深度学习技术,提出一种基于U-Net网络为主要架构的微地震震源定位方法,通过融合双交叉注意力模块和空间空洞金字塔池化模... 微地震定位是微地震监测的核心任务,面对当前海量的地震数据,传统的定位方法已无法满足实时定位的需求。为此,利用深度学习技术,提出一种基于U-Net网络为主要架构的微地震震源定位方法,通过融合双交叉注意力模块和空间空洞金字塔池化模块,增强网络对微震数据中波形特征的提取能力,提升震源位置预测精度。最后,利用简单层状和复杂速度模型生成合成数据进行实验测试,并与U-Net和Att-Unet网络对震源位置预测误差精度进行对比分析。结果表明,所构建的网络模型在震源预测精度以及网络性能上均优于其他网络模型,并且对低信噪比的微地震数据也有较好的预测效果。 展开更多
关键词 微震定位 水力压裂 多尺度特征提取 U-net网络 注意力机制
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基于Attention U^(2)-Net的巷道围岩钻孔采动裂隙抗干扰识别研究
3
作者 单鹏飞 康佳星 +4 位作者 来兴平 代晶晶 许慧聪 李杰宇 惠聪 《煤炭学报》 北大核心 2026年第2期1052-1067,共16页
采动裂隙演化特征是量化巷道围岩动力显现特征的关键依据之一。为了降低光照不均、噪声等对围岩钻孔成像的干扰以及孔内采动裂隙边缘模糊、形态多变等对采动裂隙识别的不利影响,提出基于Attention U^(2)-Net的巷道围岩钻孔采动裂隙抗干... 采动裂隙演化特征是量化巷道围岩动力显现特征的关键依据之一。为了降低光照不均、噪声等对围岩钻孔成像的干扰以及孔内采动裂隙边缘模糊、形态多变等对采动裂隙识别的不利影响,提出基于Attention U^(2)-Net的巷道围岩钻孔采动裂隙抗干扰识别方法。利用自主研发的巷道围岩态势全息感知装备来全天候实时采集高分辨率围岩钻孔采动裂隙影像,结合注入噪声、直方图均衡化调节、HSV中V通道色彩扰动与裂隙灰度三维投影等多种增强手段来提高非理想成像条件下图像数据环境泛化能力;通过在基准模型U^(2)-Net中融合单通道注意力(SE、ECA)、空间注意力(CBAM)与全局多通道注意力(DANet)及组合注意力(CBAM+ECA)等机制,增强对低可见度裂隙等非理想采集环境下裂隙的感知与提取能力;在训练阶段采用深度监督复合损失函数(Dice+BCE)嵌入基准模型U^(2)-Net的6个网络输出端,促进基准模型U^(2)-Net以及Attention U^(2)-Net模型的稳定训练与快速收敛,从而缓解小目标裂隙梯度消失与不连续问题。巷道围岩钻孔采动裂隙抗干扰识别实验结果表明:Attention U^(2)-Net模型的IoU提升至83.1%、F_(1)达到92.6%、E_(MA)降至0.052,相较基准模型U-Net和U^(2)-Net,训练阶段的收敛步长提前21轮次与10轮次,F_(1)提高8.4%、4.0%。Attention U^(2)-Net模型训练收敛更快,裂隙边缘检测、细长裂隙提取与复杂纹理分割能力更强,为准确分析围岩钻孔采动裂隙演化特征以及巷道围岩动力显现特征提供了可靠技术支撑。 展开更多
关键词 采动裂隙 损失函数 注意力机制 Attention U^(2)-net CBAM+ECA
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基于改进U-Net网络和知识蒸馏的三维断层识别方法
4
作者 王莉利 梁云虎 高新成 《石油物探》 北大核心 2026年第1期21-30,共10页
深度学习方法在三维地震资料断层识别中得到了广泛应用,但方法的应用面临数据集质量欠佳、资源消耗过高以及训练周期长等问题。为此,提出了一种融合改进U-Net网络和知识蒸馏的三维断层识别方法。该方法先将改进的U-Net网络模型作为教师... 深度学习方法在三维地震资料断层识别中得到了广泛应用,但方法的应用面临数据集质量欠佳、资源消耗过高以及训练周期长等问题。为此,提出了一种融合改进U-Net网络和知识蒸馏的三维断层识别方法。该方法先将改进的U-Net网络模型作为教师模型,将空洞空间金字塔池化(ASPP)结构与U-Net网络模型相融合,构建轻量级学生模型,然后引入知识蒸馏技术对学生模型进行优化,并调整网络训练超参数和知识蒸馏损失参数,使学生模型获取更丰富的断层信息,提升学生模型的网络性能。该方法通过将复杂的教师模型的知识迁移到轻量级学生模型,显著降低了模型的计算复杂度,同时保持了较高的识别精度。测试结果表明,在合成测试集和实际地震数据的断层识别中,经过知识蒸馏训练的学生模型在识别精度和连续性上均优于未经过蒸馏的学生模型和单独训练的教师模型,充分验证了方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 断层识别 知识蒸馏 U-net 教师模型 学生模型
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CA-SFTNet:基于空间特征变换和浓缩注意力机制的皮肤病灶分割模型
5
作者 张伟 梁敦英 +1 位作者 周婉婷 程祥 《计算机科学》 北大核心 2026年第3期277-286,共10页
针对皮肤病灶边缘模糊、毛发等噪声导致的分割病灶区域不完整、病灶特征分布差异较大等问题,基于U-Net提出一种结合浓缩注意力机制和残差空间特征变换的皮肤病灶分割算法CA-SFTNet。首先,在模型下采样过程中进行特征切分,保留皮肤病灶... 针对皮肤病灶边缘模糊、毛发等噪声导致的分割病灶区域不完整、病灶特征分布差异较大等问题,基于U-Net提出一种结合浓缩注意力机制和残差空间特征变换的皮肤病灶分割算法CA-SFTNet。首先,在模型下采样过程中进行特征切分,保留皮肤病灶浅层语义信息。其次,在跳跃连接处引入浓缩注意力机制(Condensed Attention Neural Block),使得模型能够聚焦于病灶区域,提高分割精度。最后,在模型尾部加入残差空间特征变换层(Residual Spatial Feature Transformation Layer),增强对皮肤病变图像不同区域的自适应调整能力,提高模型对特征分布差异较大病灶的识别能力。实验在ISIC2017和ISIC2018数据集上进行,结果表明,CA-SFTNet在分割性能上优于传统U-Net,Dice系数分别达到93.12%和92.36%,比U-Net提升7.15个百分点和4.81个百分点;IoU值分别为82.59%和82.31%,比U-Net提升6.23个百分点和4.45个百分点。相比TransUNet和Swin-UNet等拓展算法,Dice系数提升2~6个百分点,IoU值提升1.8~4个百分点。这些结果证明了改进算法在皮肤病变区域分割上的优越性,其能够有效提高分割精度。 展开更多
关键词 皮肤病变 U-net 浓缩注意力机制 残差空间特征变换 语义分割
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融合对抗自编码器和U-net的非侵入式负荷分解方法
6
作者 王凌云 朱倍萱 +1 位作者 张涛 罗明天 《电力系统及其自动化学报》 北大核心 2026年第2期59-68,共10页
为了提高非侵入式负荷分解模型的分解效果和泛化性能,并针对现有生成式模型在非侵入式负荷分解任务中存在的一些局限性,提出一种引入变分推理思想和联合对抗机制的对抗自编码器非侵入式负荷分解方法。为保证负荷分解的实时性,采用序列... 为了提高非侵入式负荷分解模型的分解效果和泛化性能,并针对现有生成式模型在非侵入式负荷分解任务中存在的一些局限性,提出一种引入变分推理思想和联合对抗机制的对抗自编码器非侵入式负荷分解方法。为保证负荷分解的实时性,采用序列到序列映射模型。基于U-net框架构建对抗自编码器模型,在编码器与解码器之间添加跳跃连接,使模型可以同时捕获电器特征的局部细节和全局信息,实现多特征融合,避免特征丢失,同时引入实例-批归一化网络,提高模型的分解性能以及泛化性能。最后将所提模型与几种代表性模型在UK-DALE数据集上进行对比实验。结果表明:所提模型具有优秀的分解性能和泛化能力,并且更加轻量化。 展开更多
关键词 非侵入式负荷分解 对抗自编码器 深度学习 序列到序列 U-net 实例-批归一化
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ERA-UNet:一种芯片引线键合多特征提取算法
7
作者 张小国 丁丁 +1 位作者 王士强 刘亚飞 《小型微型计算机系统》 北大核心 2026年第2期487-494,共8页
芯片引线键合X射线图像中引线、焊球和晶粒特征灰度差异小,阈值分割和边缘检测等传统图像处理方法鲁棒性差且操作复杂.目前,已有较多基于深度学习的语义分割方法,但在多类别、小目标和多尺度分割性能方面仍存在挑战和局限,且对高分辨率... 芯片引线键合X射线图像中引线、焊球和晶粒特征灰度差异小,阈值分割和边缘检测等传统图像处理方法鲁棒性差且操作复杂.目前,已有较多基于深度学习的语义分割方法,但在多类别、小目标和多尺度分割性能方面仍存在挑战和局限,且对高分辨率X射线芯片图像而言,这些网络的模型复杂度较高.针对上述问题,提出了基于U-Net改进的芯片引线键合多特征提取网络(ERA-UNet)算法,首先引入平滑卷积预下采样模块以减少GPU内存占用和计算量,然后设计残差多尺度特征融合模块以加强特征提取,并改进跳跃连接实现邻近多级特征融合.最后,构建了芯片引线键合语义分割数据集,并设计了对比及消融实验验证算法性能.实验结果表明,ERA-UNet网络在自建数据集上的MIoU达到了93.05%,相比于其他先进网络具有更优的分割性能,实现了对引线键合多特征的高精度实时提取. 展开更多
关键词 芯片检测 引线键合 语义分割 U-net 特征融合 残差连接
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基于U-Net模型的矿井电阻率反演方法研究
8
作者 胡运兵 王胡日查 +2 位作者 易洪春 段天柱 崔少北 《矿业安全与环保》 北大核心 2026年第1期185-192,共8页
针对矿井电阻率反演中传统方法依赖初始模型、边界模糊及现有深度学习反演存在伪影干扰的问题,提出物理约束的U-Net反演方法。该方法融合电性敏感特性与深度聚焦机制,基于U-Net网络的多尺度特征融合架构构建加权交叉熵损失函数,通过编... 针对矿井电阻率反演中传统方法依赖初始模型、边界模糊及现有深度学习反演存在伪影干扰的问题,提出物理约束的U-Net反演方法。该方法融合电性敏感特性与深度聚焦机制,基于U-Net网络的多尺度特征融合架构构建加权交叉熵损失函数,通过编码器—解码器跳跃连接实现异常体与背景场的电性差异强化;基于三类典型异常体定义电阻率分布的参数化空间,采用有限元法对6000组模型进行正演计算,通过偶极—偶极装置获取视电阻率剖面数据,构建地质模型—电性响应匹配数据集并用于监督学习训练。实验结果表明:该方法Dice系数为0.950±0.018,单次反演耗时由传统最小二乘反演方法的65.2 s降至1.0 s,效率提升98.5%。通过物理先验与深度学习的协同优化,为煤矿水害隐蔽致灾体精准探测提供了解决方案。 展开更多
关键词 矿井电阻率反演 U-net 深度学习反演 矿井水害 工作面 物理约束
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山楂提取物通过NETs影响T细胞调控血脂异常的作用机制研究
9
作者 周碧聪 杨莺 《中华中医药学刊》 北大核心 2026年第3期55-59,I0019-I0021,共8页
目的探讨山楂提取物通过中性粒细胞胞外诱捕网(Neutrophil Extracellular Traps,NETs)影响血脂异常小鼠T细胞的分化并调控血脂水平的作用机制研究。方法50只雄性6周龄C57BL/6J小鼠适应性饲养1周后,10只予以普通饲料喂养,40只予以60%高... 目的探讨山楂提取物通过中性粒细胞胞外诱捕网(Neutrophil Extracellular Traps,NETs)影响血脂异常小鼠T细胞的分化并调控血脂水平的作用机制研究。方法50只雄性6周龄C57BL/6J小鼠适应性饲养1周后,10只予以普通饲料喂养,40只予以60%高脂饲料喂养建立高脂小鼠模型,造模4周后,将高脂小鼠随机分为高脂饮食组(High Fat Diet,HFD)、HFD+山楂提取物组、HFD+NETs抑制剂载体溶剂组、HFD+NETs抑制剂GSK484组。HFD+山楂提取物组小鼠山楂提取物灌胃,5.2 g/(kg·d),HFD+NETs抑制剂GSK484组腹腔注射GSK484,4 mg/(kg·d),HFD+NETs抑制剂载体溶剂组腹腔注射等量载体溶剂,对照组和HFD组同时间口服等量蒸馏水。给药4周后,生化分析仪检测血清总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇含量;酶联免疫吸附测定技术检测血清干扰素-γ(Interferon-gamma,IFN-γ)、白细胞介素-4(Interleukin-4,IL-4)、白细胞介素-10(Interleukin-10,IL-10)、白细胞介素-17A(Interleukin-17A,IL-17A)、白细胞介素-21(Interleukin-21,IL-21)含量;免疫荧光双染法检测中性粒细胞髓过氧化物酶(Myeloperoxidase,MPO)和瓜氨酸化的组蛋白(Citrullinated histone H3,CitH3)表达分析NETs形成,蛋白免疫印迹法检测外周血单个核细胞T-box转录因子21(T-box Transcription Factor 21,TBx21)、Gata结合蛋白3(GATA-Binding Protein 3,Gata-3)、维甲酸相关孤核受体γt(Retinoic Acid-Related Orphan Nuclear Receptor Gammaγt,RORγt)、叉头样转录因子3(Forkhead Box Protein P3,Foxp3)、B细胞淋巴瘤6(B-cell lymphoma 6,Bcl-6)蛋白表达。结果相较于正常对照组,高脂饮食小鼠体质量显著增加,HFD组小鼠TC、TG、LDL-C水平显著升高,HDL-C水平显著降低,IFN-γ、IL-17A、IL-21显著升高,IL-4和IL-10显著降低,MPO、CitH3表达水平显著升高,外周血蛋白Tbx21、RORγt表达量显著增加,Gata3、Foxp3、Bcl-6表达量显著减少。与HDF组相比,HFD+山楂提取物组和HFD+NETs抑制剂GSK484组小鼠体重显著降低,TC、TG、LDL-C水平显著降低,HDL-C显著升高,IFN-γ、IL-17A、IL-21均显著降低,IL-4显著增加,而IL-10相较于HFD组,在HFD+山楂提取物组中表达显著增加,在HFD+NETs抑制剂GSK484组中无显著差异性。与HFD组相比,HFD+山楂提取物组和HFD+NETs抑制剂GSK484组MPO、CitH3表达水平均显著减少,Tbx21、RORγt蛋白表达量均显著降低,Gata3蛋白表达量均显著增加,而Bcl-6和Foxp3在HFD+山楂提取物组中表达显著增高,在HFD+NETs抑制剂GSK484组中显著降低。结论山楂提取物通过降低血脂异常小鼠的NETs水平从而有效改善血脂异常的作用机制可能与调控Tbx21、RORγt、Gata3因子,影响Th1/Th2、Th17/Treg分化有关。 展开更多
关键词 山楂提取物 血脂异常 炎症免疫调节 netS T细胞分化
原文传递
基于多尺度注意力视觉Mamba U-Net的耕地遥感分割方法
10
作者 侯新刚 王勤令 伟锋 《农业机械学报》 北大核心 2026年第4期279-286,共8页
耕地遥感影像的准确分割对产量预测、农业经营和国家粮食安全至关重要。由于遥感农田图像分辨率高、尺寸大、种类多、边界不规则、背景复杂等特点,以及遥感图像分割中广泛应用的卷积神经网络和Transformer存在难以提取远程依赖关系和计... 耕地遥感影像的准确分割对产量预测、农业经营和国家粮食安全至关重要。由于遥感农田图像分辨率高、尺寸大、种类多、边界不规则、背景复杂等特点,以及遥感图像分割中广泛应用的卷积神经网络和Transformer存在难以提取远程依赖关系和计算复杂度高等局限性,使得农田遥感图像分割研究仍具有一定挑战性。针对当前耕地遥感分割任务中存在的边界模糊、地类混杂等问题,本文提出一种新型多尺度注意力视觉Mamba U-Net(MSAVM-UNet)模型。该模型通过3个模块实现性能突破:首先,改进视觉状态空间模块采用双向选择性扫描机制,在保持线性计算复杂度的同时实现长程依赖建模;其次,通道感知注意力状态空间模块通过动态光谱-空间特征重标定,有效提升耕地与背景地物的区分度;最后,构建多尺度跨层级特征金字塔特征聚合模块,实现多粒度信息融合。在公开耕地数据集的试验表明,MSAVM-UNet在分割精度和计算效率方面均显著优于现有方法,平均分割精度和相似系数分别达到85.60%和84.46%。研究结果为智慧农业耕地精准监测提供了可靠技术支撑。 展开更多
关键词 耕地遥感图像分割 通道感知注意力视觉状态空间 多尺度注意力聚合 MSAVM-Unet
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NETs在ALI/ARDS病理生理中的作用
11
作者 张文星 唐雯 +5 位作者 李政玉 鲁俊才 李兆 彭继超 姚津剑 刘笑然 《海南医科大学学报》 北大核心 2026年第6期470-480,共11页
急性肺损伤(acute lung injury,ALI)/急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)是一种高发病率、高死亡率的肺部炎性疾病,目前对于其诊治仍是全世界的重要难题。中性粒细胞的聚集和浸润对于该疾病的发生、发展起... 急性肺损伤(acute lung injury,ALI)/急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)是一种高发病率、高死亡率的肺部炎性疾病,目前对于其诊治仍是全世界的重要难题。中性粒细胞的聚集和浸润对于该疾病的发生、发展起着关键作用,目前认为中性粒细胞通过释放中性粒细胞外捕网(neutrophil extracellular traps,NETs)是影响病情的重要机制之一。本文将综述NETs在ALI/ARDS病理生理过程中对肺血管内皮细胞、肺泡上皮细胞、凝血功能的影响及与免疫细胞的相互作用关系,并探讨靶向NETs治疗急性肺损伤策略及临床转化的挑战,旨在为该疾病诊疗提供新的思路。 展开更多
关键词 中性粒细胞外捕网(nets) 急性肺损伤(ALI)/急性呼吸窘迫综合征(ARDS) 炎症 免疫 肺泡上皮细胞 肺血管内皮细胞 凝血
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基于DLformer-UNet网络的UAV航拍图像分割方法
12
作者 刘鹏宇 许海燕 +1 位作者 陈昊 任婧 《火力与指挥控制》 北大核心 2026年第3期35-43,共9页
无人机在军事领域的应用越来越广泛,在现代战争中,无人机航拍图像成为获得信息的重要来源。无人机航拍图像数据集信息量丰富,图内目标尺寸差异大。针对CNN和Transformer网络在语义分割时的固有缺陷,提出了改进网络DLformer-UNet,模型引... 无人机在军事领域的应用越来越广泛,在现代战争中,无人机航拍图像成为获得信息的重要来源。无人机航拍图像数据集信息量丰富,图内目标尺寸差异大。针对CNN和Transformer网络在语义分割时的固有缺陷,提出了改进网络DLformer-UNet,模型引入轻量自注意力网络模块,减轻计算花销;改变前馈网络为双路混合门控神经网络,提升分割性能。实验采用不同侧网络对比的方式和多个数据集进行模型的性能验证与测试,结果显示模型取得了更优的分割结果。 展开更多
关键词 UAV 航拍图像 图像分割 U型网络 TRANSFORMER
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基于改进U-Net的深水网箱网衣结节及纲线识别方法
13
作者 王锦 李根 +3 位作者 丁木 李振华 袁太平 黄小华 《南方水产科学》 北大核心 2026年第2期16-26,共11页
针对深海网箱养殖中水下网衣清洗机器人视觉导航与网衣维护的迫切需求,提出一种基于U-Net模型改进的网衣结构特征识别方法。该方法通过分割网衣关键结构特征——网线交点(简称结节)与纲线,为水下网衣清洗机器人提供可靠的视觉定位基准... 针对深海网箱养殖中水下网衣清洗机器人视觉导航与网衣维护的迫切需求,提出一种基于U-Net模型改进的网衣结构特征识别方法。该方法通过分割网衣关键结构特征——网线交点(简称结节)与纲线,为水下网衣清洗机器人提供可靠的视觉定位基准和路径跟踪依据,同时辅助网衣破损污损的检测。具体而言,通过水下网衣清洗机器人采集网衣图像数据,并对网衣结节和纲线进行标注,构建网衣结构特征数据集。以轻量级语义分割模型U-Net为基线模型,创新性集成空洞空间金字塔池化(Atrous Spatial Pyramid Pooling,ASPP)与交叉注意力机制(Criss-Cross Attention,CCA),强化模型对网衣结构特征的语义表达能力;同时设计适配网衣结构特征的专项评价指标。系统对比结果表明,改进模型在网衣数据集上表现最优,其中结节Dice系数为0.60、F1分数为0.92,纲线Dice系数为0.74、F1分数为0.62,显著优于基线模型。该方法可为后续网衣结节和纲线的跟踪研究提供参考。 展开更多
关键词 深海网箱养殖 网衣特征识别 水下机器人定位 U-net模型 深度学习
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基于改进U-Net的冷冻电镜图像去噪方法
14
作者 邓竞 曾安 金亮 《计算机应用与软件》 北大核心 2026年第1期241-248,共8页
针对冷冻电镜图像信噪比极低,并且现有去噪方法不能有效去掉复杂噪声的问题,提出一种基于改进U-Net的冷冻电镜图像去噪方法。改进方法用FCN(Fully Convolutional Networks)搭建噪声映射模块,并在原始U-Net网络中嵌入多尺度联接和宽激活... 针对冷冻电镜图像信噪比极低,并且现有去噪方法不能有效去掉复杂噪声的问题,提出一种基于改进U-Net的冷冻电镜图像去噪方法。改进方法用FCN(Fully Convolutional Networks)搭建噪声映射模块,并在原始U-Net网络中嵌入多尺度联接和宽激活密集残差块,既能提高网络的泛化能力又使模型能更好地提取和恢复特征信息,从而实现高质量的冷冻电镜图像去噪;全变差损失函数的引入用来保护输出图像中的颗粒细节信息。实验结果表明,相较于对比方法,该方法在有效去除背景噪声同时能更好地恢复颗粒细节,信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)也是最优,并且颗粒挑选阳性数量也得到提升。 展开更多
关键词 图像去噪 冷冻电镜 U-net FCN
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基于改进U^(2)-Net和生成对抗网络的深海图像增强算法
15
作者 张泽群 张春堂 樊春玲 《电子测量技术》 北大核心 2026年第1期199-206,共8页
高质量深海图像对研究海洋生物、地形和地质等领域的发展至关重要。针对深海图像存在的颜色失真、图像模糊、对比度低等问题,提出一种以改进U^(2)-Net为GAN生成器的深海图像增强算法U^(2)-GAN。首先,在U-Net中引入RSU模块来构建改进U^(2... 高质量深海图像对研究海洋生物、地形和地质等领域的发展至关重要。针对深海图像存在的颜色失真、图像模糊、对比度低等问题,提出一种以改进U^(2)-Net为GAN生成器的深海图像增强算法U^(2)-GAN。首先,在U-Net中引入RSU模块来构建改进U^(2)-Net,加强对高层抽象特征和低层细节信息的融合。其次,在改进U^(2)-Net的跳跃连接部分引入DA注意力机制,强化空间与各通道之间的相互关系,提取水下颜色和纹理细节。然后,将融入DA注意力机制的U^(2)-Net作为GAN网络的生成器,在对抗中提升增强图像的真实性,并且引入边缘损失和感知损失,重构DS损失函数,多角度指导网络学习深海图像到目标图像的映射关系。最后,在自建数据集DSIED上对U^(2)-GAN与7种先进水下图像增强算法进行对比。U^(2)-Net在PSNR、SSIM、IE、UIQM、UCIQE、PCQI相较于Sea-Pix-GAN提高了5.6%、3.9%、5.2%、16.0%、7.1%、2.4%,具有更好的水下图像增强效果。 展开更多
关键词 深海图像增强 生成对抗网络 U^(2)-net 注意力机制
原文传递
DBU-Net:基于改进SAM的双分支U-Net图像隐写方法
16
作者 周倩 朱梦月 王帆 《南京邮电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期124-134,共11页
基于深度学习的图像隐写术通过引入空间注意力机制使得模型关注图像的重要区域,但主流方法通常依赖固定结构的卷积模块生成单一的注意力权重矩阵,对局部细节特征关注度不足,导致信息隐藏未能与纹理复杂度充分关联。针对上述问题,提出了... 基于深度学习的图像隐写术通过引入空间注意力机制使得模型关注图像的重要区域,但主流方法通常依赖固定结构的卷积模块生成单一的注意力权重矩阵,对局部细节特征关注度不足,导致信息隐藏未能与纹理复杂度充分关联。针对上述问题,提出了一种基于改进空间注意力机制的双分支U-Net图像隐写方法DBU-Net。该方法首先引入改进的空间注意力机制对载体图像进行区域划分。其次采用差异化的信息隐藏,其中,高纹理分支采用更深层次和多尺度的卷积模块进行特征提取,同时在特征融合时被赋予更高权重,低纹理分支则采用浅层和固定卷积进行特征提取,且在特征融合时权重较低。在不同数据集上的大量对照实验结果表明,相较于现有的先进图像隐写方法,所提的DBU-Net在隐写质量、隐写不可见性和安全性方面均取得了显著的性能提升。 展开更多
关键词 图像隐写术 U-net 分支网络 空间注意力机制
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基于U-Net的花生网纹分割与品种识别
17
作者 巩秀钇 踪姿艳 +6 位作者 付华宇 张贺 纪翔 朱春雨 王聪 赵延伸 韩仲志 《花生学报》 北大核心 2026年第1期23-33,共11页
花生是我国重要的油料作物,不同品种花生在生长特性、产量潜力和抗逆性等方面存在显著差异。网纹作为花生荚果的独特纹理特征,在形态、密度和分布上具有显著的品种特异性,是DUS测试的重要荚果性状,但现有研究对此利用不足。因此,本研究... 花生是我国重要的油料作物,不同品种花生在生长特性、产量潜力和抗逆性等方面存在显著差异。网纹作为花生荚果的独特纹理特征,在形态、密度和分布上具有显著的品种特异性,是DUS测试的重要荚果性状,但现有研究对此利用不足。因此,本研究提出基于U-Net模型的花生网纹分割与多模态特征融合的品种识别框架。U-Net模型在对13个花生品种的网纹分割任务中表现优异,平均交并比为75.9%、准确率为89.2%,显著优于其他现有基础模型。进一步提取网纹图像的16个PCA降维特征,结合形态与颜色特征构建多模态数据集,采用SVM分类器实现品种识别,准确率达90.15%,较花生纹理、形态和颜色特征结合提升4.44%。研究首次证实花生网纹作为DUS测试性状的有效性,突破传统形态学的分析局限,为花生表型组学研究提供了可解释的方法,对推动精准育种和种质资源保护具有重要意义。 展开更多
关键词 花生网纹 DUS性状 U-net 图像分割 品种识别
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基于改进U-Net的人工光植物工厂生菜图像分割方法
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作者 李文豪 金文帅 +3 位作者 高晟 薛岳 毛罕平 左志宇 《农机化研究》 北大核心 2026年第6期157-163,共7页
针对植物工厂内作物在人工光环境下图像分割精度不足的问题,提出了一种改进的U-Net神经网络模型,以实现对作物图像的高精度分割。首先通过对比试验,系统比较了传统图像分割方法(如阈值、聚类和区域等)与神经网络方法在人工光环境下的分... 针对植物工厂内作物在人工光环境下图像分割精度不足的问题,提出了一种改进的U-Net神经网络模型,以实现对作物图像的高精度分割。首先通过对比试验,系统比较了传统图像分割方法(如阈值、聚类和区域等)与神经网络方法在人工光环境下的分割效果,结果表明:与传统方法相比,U-Net神经网络在分割精度和模型稳定性方面具有明显优势。然而,进一步分析U-Net模型的分割结果发现,其在复杂光照条件下的分割精度和泛化能力仍有提升空间,主要体现在边界细节处理和小目标分割的准确性不足。为此,针对性地提出3种改进策略:一是通过数据增强技术扩展训练数据集,以提升模型的鲁棒性;二是对U-Net模型的结构进行优化,改进金字塔结构以增强多尺度特征融合能力;三是采用坐标注意力机制,有效提升模型对目标区域的聚焦能力,特别是在背景复杂或光线不均的情况下。基于此,进行试验验证,结果表明:结合改进金字塔结构和坐标注意力机制的U-Net模型在分割平均精确率和平均交并比上分别达到98.19%和96.86%,相比原始U-Net模型分别提高了4.01、3.02个百分点。所提方法显著改善了人工光环境下对植物工厂作物的图像分割性能,为植物工厂内作物生长监测与精准信息采集提供了技术支持,同时为未来智能农业领域的相关研究奠定了基础。 展开更多
关键词 生菜图像分割 植物工厂 人工光 改进U-net 注意力机制 神经网络
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融合多源特征与注意力机制的改进U-Net鱼鳞坑遥感提取方法
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作者 魏敬志 黄骁力 +4 位作者 江岭 梁明 张大鹏 王莎莎 宋音 《农业工程学报》 北大核心 2026年第2期214-224,共11页
鱼鳞坑是黄土高原典型的小型水土保持措施,由于其尺度小、分布不均,传统卫星遥感方法难以实现高精度识别。为此,该研究提出一种融合多源特征与注意力机制的深度学习鱼鳞坑遥感提取方法,构建了“特征重要性分析+注意力增强U-Net结构设计... 鱼鳞坑是黄土高原典型的小型水土保持措施,由于其尺度小、分布不均,传统卫星遥感方法难以实现高精度识别。为此,该研究提出一种融合多源特征与注意力机制的深度学习鱼鳞坑遥感提取方法,构建了“特征重要性分析+注意力增强U-Net结构设计”的技术框架。基于无人机获取的高分辨率多光谱影像与数字高程模型(digital elevation model,DEM),该研究综合运用Spearman相关系数与SHAP(Shapley additive explanations)可解释性分析方法,对光谱与地形特征进行重要性评估与冗余剔除,最终优选出4类关键特征,并据此设计了9种特征组合方案。在此基础上,采用UNet、DeepLabV3+、SegNet与FCN四种语义分割模型开展对比试验,结果表明以RGB+Slope的特征组合方案在UNet模型中识别效果最优。在模型结构方面,该研究以U-Net为基础,融合金字塔压缩注意力模块(pyramid squeeze attention module,PSAM)与多级特征注意力上采样模块(multi-scale feature attention upsampling module,MFAU),增强模型对鱼鳞坑边缘与空间结构的感知能力,并设计消融试验验证改进效果。试验结果表明,在最优特征组合的数据输入下,改进模型在测试区交并比提升2.47个百分点,F1分数提升1.34个百分点,召回率提升2.72个百分点,精确率提升1.02个百分点,表现出良好的提取精度与区域泛化能力。研究表明,特征重要性分析与注意力增强结构设计的融合策略可有效提升模型对小尺度地貌目标的识别性能,为鱼鳞坑等微地形构筑物的高精度遥感提取提供技术支撑,也为多源信息融合与深度学习模型构建提供了理论参考。 展开更多
关键词 无人机 遥感 语义分割 鱼鳞坑提取 U-net改进 注意力机制
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基于U-Net架构和无人机航拍传感器的公路图像裂缝检测
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作者 陈巍 陈恳 朱文耀 《传感器与微系统》 北大核心 2026年第2期161-166,共6页
针对当前模型对公路裂缝检测不精确的问题,提出了一种基于无人机(UAV)航拍传感器遥感图像的智能检测方法。基于U-Net架构,结合深度可分离残差块(DR-Block)、空间金字塔融合注意力模块(SPFAM)和感受野块(RFB),提出DAR-Unet逐像素裂缝检... 针对当前模型对公路裂缝检测不精确的问题,提出了一种基于无人机(UAV)航拍传感器遥感图像的智能检测方法。基于U-Net架构,结合深度可分离残差块(DR-Block)、空间金字塔融合注意力模块(SPFAM)和感受野块(RFB),提出DAR-Unet逐像素裂缝检测模型。利用无人机采集1 046张高质量公路遥感图像构建专用数据集。在自制数据集上,DAR-Unet的平均交并比(mIoU)和F1分数分别达到76.41%和74.24%,高于主流模型。进一步将模型与无人机集成,构建了公路裂缝检测物联网系统,实际测试表现优异,验证了DAR-Unet在遥感图像公路裂缝检测中的有效性。 展开更多
关键词 无人机 航拍传感器 遥感图像 公路裂缝检测 U-net架构
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