多尺度混合注意力胶囊网络的海洋鱼类识别
DOI:
CSTR:
作者:
作者单位:

(1.西安邮电大学 计算机学院,陕西 西安 710121; 2.西安邮电大学 陕西省网络数据分析与智能处理重点实验室,陕西 西安 710121)

作者简介:

许学斌(1974-),男,副研究员,博士/博士后,主要研究方向人工智能、生物特征识别.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金面上项目(61673316)、陕西省重点研发计划项目(2017GY- 071,2018GY-135)、陕西省教 育厅项目 (16JK1697)、陕西省技术创新引导计划项目(2017XT-005)、咸阳市科技计划项目(2017K01-25-3)和西安邮电大学研究生 创新基金(CXJJ LY202004)资助项目


Identification of marine fish using multi-scale mixed attention capsule network
Author:
Affiliation:

(1.School of Computer Science and Technology,Xi′an University of Posts & Tel ecommunications,Xi′an,Shaanxi 710121, China;2.Shaanxi Key Laboratory of Network Data Analysis and Intelligen t Processing,Xi′an University of Posts & Telecommunications,Xi′an,Shaanxi 710121, Ch ina)

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    针对胶囊网络(capsule network,CapsNet)特 征提取结构单一和数据处理中参数量过大的问题,提出 多尺度混合注意力胶囊网络 模型。首先,在网络初始端添加不同尺度的卷积核来多角度提取 特征,并引 入混合注意力机制,通过聚焦更具分辨性的特征区域来降低复杂背景干扰。其次,采用局部 剪枝算法优 化动态路由,减少参数量,缩短模型训练时间。最后,在海洋鱼类数据集F4K(Fish4Knowled ge)上验证, 结果表明,与传统残差网络(residual network50,ResNet-50)、双线性网络(bilinear convo l utional neural network,B-CNN)、分层精简双线性注意力网络(spatial transformation netw ork and hierarchical compact bilinear pooling,STN-H-CBP)以及CapsNet模型相比,该算法 识别精度为98.65%,比ResNet-50模型提升 了5.92%;训练时间为2.2 h,相比于CapsNet 缩短了近40 min,验证了该算法的可行性。

    Abstract:

    A multi-scale hybrid attention capsule network (CapsNet) model is proposed to solve the problem of insufficient feature extraction due to single feature extraction structure in CapsNet and excessive amount of parameters in data processing.First,convolution kernels of different scales are added at the initial end of the network to extract features at multiple angles, and channel attention (CA) mechanism and spatial attention (SA) mechanism are introduced to reduce complex backg round interference by focusing on features of more resolved regions.Second,a local p runing algorithm is adopted to optimize the dynamic routing algorithm,which reduces calculation par ameters and training time.Finally,validation on open marine fish data set F4K (Fish 4 Knowledg e) shows that the model recognition accuracy in this paper is 98.65% compared with traditional re sidual netwo rk50 (ResNet-50),bilinear convolutional neural network (B-CNN),spatial transfo rmatio n network and hierarchical compact bilinear pooling (STN-H-CBP) and CapsNet mo dels,5.92% higher than ResNet-50 model;The training time is 2.2 h,which is nearly 40 min shorter tha n that of CapsNet,which verifies the feasibility of the proposed algorithm.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

许学斌,刘燊莲,路龙宾,刘晨光.多尺度混合注意力胶囊网络的海洋鱼类识别[J].光电子激光,2022,33(11):1158~1164

复制
分享
文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2022-03-21
  • 最后修改日期:2022-05-28
  • 录用日期:
  • 在线发布日期: 2022-11-16
  • 出版日期:
文章二维码