1.一种基于仿生型特征增强网络的轮廓检测方法,其特征在于包括以下步骤:A、构建深度神经网络结构,深度神经网络结构具体如下:前置网络、编码网络、解码网络;
所述的前置网络包括视网膜模拟网络、LGN模拟网络;
所述的编码网络为VGG16网络,分为Stage1阶段、Stage2阶段、Stage3阶段、Stage4阶段、Stage5阶段;
B、在视网膜模拟网络中:原始图像依次经过两个3*3*64卷积层处理,然后经过最大池化层处理后,获得最大池化结果a;最大池化结果a分成两路,一路依次经两个3*3*128卷积层处理,每个3*3*128层分别输出一个结果,这两个结果经相加融合;
之后与另一路经过两个3*3*256和一个1*1*128卷积层处理的结果相加融合,获得融合结果a;融合结果a经过最大池化层处理,获得最大池化结果b;
最大池化结果b分成两路,一路依次经两个3*3*256卷积层处理,每个3*3*256卷积层分别输出一个结果,这两个结果经相加融合,获得融合结果c;另一路依次经过两个3*3*512卷积层处理后,经过1*1*256卷积层处理,然后与融合结果c相加融合,获得融合结果d,输入LGN模拟网络中;
在LGN模拟网络中:融合结果d分成3路,第一路经过两次上采样后经1*1卷积层处理后,获得输出结果F1;第二路经过一次上采样后与经过sigmod函数处理的可学习的参数ω相乘,获得输出结果F2;第三路与“1‑ω”经sigmod函数处理的结果相乘,获得输出结果F3;可学习参数ω在经过sigmod函数处理后范围在0‑1之间;输出结果F1、输出结果F2、输出结果F3分别输入编码网络中;
C、所述的编码网络中:输出结果F1依次经过Stage1阶段、Stage2阶段处理后,与输出结果F2相加融合,然后经过Stage3阶段处理,与输出结果F3相加融合,然后依次经过Stage4阶段、Stage5阶段处理;其中,Stage阶段1、Stage2阶段、Stage3阶段、Stage4阶段、Stage5阶段处理的结果分别输出,获得S1输出结果、S2输出结果、S3输出结果、 S4输出结果、S5输出结果;
各个输出分别经过1*1卷积层统一通道数后,得到结果S1、结果S2、结果S3、结果S4、结果S5输入解码网络中;
D、解码网络处理后,获得解码输出结果,即为最终输出轮廓。
2.如权利要求1所述的基于仿生型特征增强网络的轮廓检测方法,其特征在于:所述的各步骤涉及的卷积层表达式为m*n‑k conv+ReLU,其中,m*n表示卷积核的大小,k表示输出通道数,conv表示卷积,ReLU表示激活函数;m*n、k均为预设值;所述的最终融合层的卷积表达式为m*n‑k conv。
3.如权利要求1所述的学习生物视觉通路的轮廓检测方法,其特征在于:所述的VGG16网络由原始VGG16网络去除了全连接层和最后一个池化层后获得。
4.如权利要求1所述的基于仿生型特征增强网络的轮廓检测方法,其特征在于:所述的解码网络包括第一Multi‑DERM模块、第二Multi‑DERM模块、第三Multi‑DERM模块、第四Multi‑DERM模块,
所述的第一Multi‑DERM模块中设有四个DERM模块和四个R模块,第二Multi‑DERM模块中设有三个DERM模块和三个R模块,第三Multi‑DERM模块中设有二个DERM模块和二个R模块,第四Multi‑DERM模块中设有一个DERM模块和一个R模块;
第一Multi‑DERM模块中:
所述的结果S1、结果S2、结果S3、结果S4、结果S5输入第一Multi‑DERM模块中,依次两两分别输入一个DERM模块中,经DERM模块处理,每个DERM模块分别获得两个通道数不同的输出结果;
第一个DERM模块的低通道数输出结果输入第一个R模块中,第一个DERM模块的高通道数输出结果与第二个DERM模块的低通道数输出结果相加融合后,分别输入第一个R模块和第二个R模块中,第一个R模块对两个输出结果融合处理后获得第一Multi‑DERM输出结果a;
第二个DERM模块的高通道数输出结果与第三个DERM模块的低通道数输出结果相加融合后,分别输入第二个R模块和第三个R模块中,第二个R模块对两个输出结果融合处理后获得第一Multi‑DERM输出结果b;第三个DERM模块的高通道数输出结果与第四个DERM模块的低通道数输出结果相加融合后,分别输入第三个R模块和第四个R模块中,第三个R模块对两个输出结果融合处理后获得第一Multi‑DERM输出结果c;第四个DERM模块的高通道数输出结果输入第四个R模块中,第四个R模块对两个输出结果融合处理后获得第一Multi‑DERM输出结果d;第一Multi‑DERM输出结果a、第一Multi‑DERM输出结果b、第一Multi‑DERM输出结果c、第一Multi‑DERM输出结果d分别输入第二Multi‑DERM模块中;
第二Multi‑DERM模块中:
第一Multi‑DERM输出结果a、第一Multi‑DERM输出结果b、第一Multi‑DERM输出结果c、第一Multi‑DERM输出结果d分别输入一个DERM模块中,每个DERM模块分别获得两个通道数不同的输出结果;
第一个DERM模块的低通道数输出结果输入第一个R模块中,第一个DERM模块的高通道数输出结果与第二个DERM模块的低通道数输出结果相加融合后,分别输入第一个R模块和第二个R模块中,第一个R模块对两个输出结果融合处理后获得第二Multi‑DERM输出结果a;
第二个DERM模块的高通道数输出结果与第三个DERM模块的低通道数输出结果相加融合后,分别输入第二个R模块和第三个R模块中,第二个R模块对两个输出结果融合处理后获得第二Multi‑DERM输出结果b;第三个DERM模块的高通道数输出结果输入第三个R模块中,第三个R模块对两个输出结果融合处理后获得第二Multi‑DERM输出结果c;第二Multi‑DERM输出结果a、第二Multi‑DERM输出结果b、第二Multi‑DERM输出结果c分别输入第三Multi‑DERM模块中;
第三Multi‑DERM模块中:
第二Multi‑DERM输出结果a、第二Multi‑DERM输出结果b、第二Multi‑DERM输出结果c分别输入一个DERM模块中,每个DERM模块分别获得两个通道数不同的输出结果;
第一个DERM模块的低通道数输出结果输入第一个R模块中,第一个DERM模块的高通道数输出结果与第二个DERM模块的低通道数输出结果相加融合后,分别输入第一个R模块和第二个R模块中,第一个R模块对两个输出结果融合处理后获得第三Multi‑DERM输出结果a;
第二个DERM模块的高通道数输出结果输入第二个R模块中,第二个R模块对两个输出结果融合处理后获得第三Multi‑DERM输出结果b;第三Multi‑DERM输出结果a、第三Multi‑DERM输出结果b分别输入第四Multi‑DERM模块中;
第四Multi‑DERM模块中:
第三Multi‑DERM输出结果a、第三Multi‑DERM输出结果b分别输入DERM模块中,获得两个通道数不同的输出结果;这两个输出结果分别输入R模块中, 经R模块融合处理后,获得第四Multi‑DERM输出结果;
第四Multi‑DERM输出结果经1*1卷积调整通道数后输出,即得最终输出轮廓。
5.如权利要求4所述的基于仿生型特征增强网络的轮廓检测方法,其特征在于:所述的DERM模块包括DEM模块和R模块,输入DERM模块的两个结果,分别同时输入DEM模块和R模块,经DEM模块融合处理获得低通道数输出结果,经R模块处理获得高通道数输出结果。
6.如权利要求5所述的基于仿生型特征增强网络的轮廓检测方法,其特征在于:在DEM模块中:
输入DEM模块的两个相邻结果中,上一输入结果经最大池化处理后,经1*1卷积放大通道数,经Relu函数处理,输入相加融合模块中;下一输入结果经3*3卷积并放大通道数后,经Relu函数处理,也输入相加融合模块中;
上述两个Relu函数处理结果在相加融合模块中进行相加融合后,输出,即得DERM模块的高通道数输出结果。
7.如权利要求4或5所述的基于仿生型特征增强网络的轮廓检测方法,其特征在于:所述的R模块包括两个权重卷积模块和一个相加融合模块;输入R模块的两个相邻结果中,上一输入结果经一个权重卷积模块处理,然后输入相加融合模块中;下一输入结果经第二个权重卷积模块处理后,上采样至与上一输入结果尺寸及通道数相等,然后输入相加融合模块中;
上述权重卷积处理结果在相加融合模块中进行相加融合后,输出,即得R模块输出结果;在DERM模块中,这一输出结果即为DERM模块的低通道数输出结果。