1.基于卷积稀疏编码的Unet语义分割方法,其特征在于,该方法包含以下步骤:S1:将数据集中的训练样本和标签读入CSC‑Unet语义分割网络,根据实际需要,应先对训练图片及标签进行预处理,如裁剪和归一化;
S2:将卷积稀疏编码与Unet中的编码网络相结合形成CSC‑Unet模型的编码器,从而来获得图像的全局信息;
S3:将卷积稀疏编码与Unet中的解码网络相结合组成CSC‑Unet模型的解码器,从而来获得图像的位置信息,并使用跳跃结构使得全局信息可以和位置信息相结合,从而产生准确而精细的分割;
S4:将CSC‑Unet模型得出的结果进行后处理得到可视化后的语义分割图。
2.根据权利要求1所述的基于卷积稀疏编码的Unet网络的语义分割方法,其特征在于:所述S1和S4分别是对图像进行预处理和后处理,所述S2和S3是提出基于卷积稀疏编码和Unet分割模型形成的CSC‑Unet语义分割方法。
3.根据权利要求1所述的基于卷积稀疏编码的Unet网络的语义分割方法,其特征在于:所述S1:数据预处理部分,其处理可由以下几个步骤构成:S1.1、将数据进行预处理,如归一化、标准化、裁剪和数据增强,有利于深层网络的训练,加速收敛过程,同时也避免过拟合问题并增强了模型的泛化能力;
S1.2、将数据进预处理后读入网络:根据batch‑size大小,将数据集中的训练样本和标签读入卷积神经网络。
4.根据权利要求1所述的基于卷积稀疏编码的Unet网络的语义分割方法,其特征在于:所述S2:CSC‑Unet模型的编码器设计过程,其设计过程可由以下几个步骤构成:S2.1、设计两层的卷积稀疏编码模型网络模型组成ML‑CSC模块:设原始信号X满足两层卷积稀疏模型,可以表示为X=D1Γ1,Γ1=D2Γ2,其中S2.2、ML‑CSC问题的求解:关于如何求出Γ1和Γ2可以看成是深度编码问题(DCP):在||Y‑D1Γ1||2≤ε, Γ1=D2Γ2, 条件下求解 其中Y是混合了噪声E的原始信号X,即Y=X+E(||E||2≤ε)。用分层基础追踪算法(LBP)解决深度编码问题可以得出: 其中
S2.3、LBP问题的求解:使用多层迭代软阈值算法(ML‑ISTA)可以求出LBP问题的近似解: 其中t为迭代次数,Tλ为阈值算子;若进一步假设表示系数有非负性,则上述近似解可以写成:其中 Wk为卷积操作,当t=0,即无迭代次数时,ML‑CSC模块相当于两次卷积操作,卷积系数分别为:W1和W2,当迭代次数t=1时,且在迭代过程不
会增加可学习参数的数量;
S2.4、将ML‑CSC模块与传统Unet分割网络的编码端相结合。
5.根据权利要求1所述的基于卷积稀疏编码的Unet网络的语义分割方法,其特征在于:所述S3:CSC‑Unet模型的编码器以及跳跃连接的设计,其设计过程可由以下几个步骤构成:S3.1、将ML‑CSC模块与传统Unet分割网络的解码端相结合;
S3.2、使用跳跃结构使得全局信息可以和位置信息相结合,从而产生准确而精细的分割;
S3.3、损失函数选用NLL_LOSS,对输入参数进行log‑SoftMax函数激活,优化函数选用一种自适应学习率的优化方法Adam优化函数进行优化。
6.根据权利要求1所述的基于卷积稀疏编码的Unet网络的语义分割方法,其特征在于:所述S4中将CSC‑Unet模型得出的结果进行后处理得到可视化后的准确语义分割图;其过程可由以下几个步骤构成:
S4.1、将模型输出后的结果与真实标签进行精度运算,求出混淆矩阵,从而得到相应的平均交并比(Miou),像素精度,平均像素精度,等指标度量参数,进而衡量的网络性能;
S4.2、将模型的预测结果以图片的形式保存下来,直观感受分割的精确程度。