發(fā)布時間：2020-11-18 23:51

　　 金絲猴是國家一級保護動物,屬于瀕危物種,亟需保護。對金絲猴的保護和相關(guān)研究工作都是建立在能夠?qū)ζ鋫�體準確識別的基礎(chǔ)上。傳統(tǒng)的依靠人工識別的方法成本高、效率低下、容易受個人主觀因素影響,制約了相關(guān)研究工作的進展。鑒于飛速發(fā)展的計算機視覺技術(shù),通過利用或設(shè)計相應(yīng)的計算機視覺方法對金絲猴圖像數(shù)據(jù)自動進行處理與分析成為一條可行之路。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Convolutional Neural Network,CNN)擁有出色的特征提取能力,在圖像處理領(lǐng)域擁有豐富的研究和實踐成果。注意力機制在圖像理解過程中扮演著重要角色。本文基于CNN的基本方法和理論,引入注意力機制,對適用于金絲猴的面部識別算法進行設(shè)計,實現(xiàn)對金絲猴個體身份進行快速、準確的自動識別,為大數(shù)據(jù)環(huán)境下的金絲猴研究與保護工作提供技術(shù)支持。本文首先闡述了金絲猴面部識別的研究意義,并對相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀進行總結(jié)和分析;然后,對CNN的相關(guān)基礎(chǔ)理論進行概述和分析,進而確定了本文算法的基本研究路線;接著分析了金絲猴面部圖像數(shù)據(jù)的特點,針對其背景復(fù)雜、光線多變、個體相似度高等難點,結(jié)合圖像處理中的注意力機制,設(shè)計了金絲猴面部識別算法的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),并通過實驗對比論證其有效性;最后,基于Qt平臺設(shè)計并實現(xiàn)了具備采樣功能的金絲猴面部識別軟件。(1)通過對金絲猴面部數(shù)據(jù)特點進行分析,針對面部識別任務(wù)中存在的難點,結(jié)合注意力機制設(shè)計了改進的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型AKP-CNN(Attention Key Part Convolutional Neural Network),并實現(xiàn)一種基于AKP-CNN的金絲猴面部識別算法。該算法利用注意力推薦網(wǎng)絡(luò)(Attention-Proposal-Network,APN)對關(guān)鍵特征區(qū)域進行聚焦,通過兩個結(jié)構(gòu)相同的網(wǎng)絡(luò)對全局特征和局部特征分別進行提取,最終由特征融合層將兩種特征融合并用于識別任務(wù)。基于APN對重點特征區(qū)域定位并聚焦的特性,本文通過啟發(fā)式的方法設(shè)計了對應(yīng)的特征融合機制以更好地利用不同尺度的特征。實驗表明,該算法在一定程度上提高了金絲猴面部識別的準確率。(2)根據(jù)對金絲猴面部識別算法的研究,基于C++語言,使用Qt平臺設(shè)計并實現(xiàn)了金絲猴面部識別軟件。該軟件利用OpenCV計算機視覺庫完成對圖片的加載和處理,通過開源的深度學(xué)習(xí)框架Caffe實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)模型的加載和圖片類別的預(yù)測�？紤]到野外研究工作的需要,該軟件添加了對陌生數(shù)據(jù)采樣保存的功能。該軟件具備完整的圖形化操作界面和異常問題處理機制,實現(xiàn)了圖像讀取,模型加載,結(jié)果展示等多項功能。該軟件操作簡單且易于學(xué)習(xí)使用,是金絲猴個體識別工作中的出色助力。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP391.41;S863
【部分圖文】：

有耳朵、眼睛、鼻子、嘴皮毛紋理等特征，這些都域的唯一優(yōu)點，與之前論述意味著利用頭部區(qū)域?qū)�金識別工作中的“萬能鑰匙會影響識別的精度；其次，也可能是嘴部的獨特疤信息，不利于識別工作；最等特點，對部分特征的魯棒些工作成果，利用注意力機適應(yīng)的提取。物的檢測和識別過程中，要；也有研究表明，人類依

第四章 金絲猴面部識別軟件設(shè)計與實現(xiàn)；每項功能在實現(xiàn)過程中均劃分為不同的模塊，單個模塊只負責(zé)單項任務(wù)，獨立、不受其它模塊干擾，并且在數(shù)據(jù)的使用和處理上盡量減少與其它模塊基于以上思想，本文將該軟件的各項功能模塊分類歸納，具體設(shè)計結(jié)構(gòu)如。

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本文編號：2889387