1.一种基于上下文和浅层空间编解码网络的图像语义分割方法,其特征在于,该语义分割方法包括以下步骤:
步骤一:构建混合扩张卷积模块和残差金字塔特征提取模块,将这两个模块作为网络模型的语义上下文提取模块;
步骤二:本发明的骨干网络使用了在ImageNet数据集上预训练的ResNet-34,去除了最大池化层和全连接层以适应语义分割任务,在骨干网络的末端结合步骤一的语义上下文提取模块来构建编码端的语义上下文路径;
步骤三:构建链式反置残差模块,对骨干网络浅、中层的空间信息进行处理,在保留空间信息的同时提升特征图的语义表达能力;
步骤四:为了利用编码端骨干网络浅、中层特征信息,将编码端的空间信息路径设计为反U型结构以共享编码端浅、中层特征,同时结合步骤三设计的链式反置残差模块,在保留浅层空间信息的同时提升特征的语义信息;
步骤五:在解码端,设计残差循环卷积模块,首先将步骤二得到的高级语义上下文特征进行双线性上采样再与步骤四的空间细节特征以逐像素点求和方式进行融合;其次,使用残差循环卷积网络对融合后的特征进行优化处理;
步骤六:最后,将步骤五提取的优化特征通过像素级预测器和转置卷积操作产生最终的预测分割图。
2.如权利要求1所述的一种基于上下文和浅层空间编解码网络的图像语义分割方法,其特征在于:步骤一中所述的混合扩张卷积模块有两个分支,首先特征图通过一个1×1卷积减少通道数,其次,一个分支通过3×3的卷积,另一个分支进入五种不同的扩张卷积:扩张率为2的3×3卷积层、扩张率为4的3×3卷积层以及扩张率为3的5×5卷积层进行融合,再融合扩张率为2的5×5卷积层与扩张率为2的7×7卷积层。
3.如权利要求1所述的一种基于上下文和浅层空间编解码网络的图像语义分割方法,其特征在于:步骤一中所述的残差金字塔特征提取模块,采用了四个不同扩张率的扩张卷积,它们的扩张率分别为:2、3、5、7。同时,为了利用全局场景上下文信息,引入全局池化操作,以并行方式将它们组合在一起。然后对它们进行拼接操作以获取多尺度特征信息。最后与残差进行融合。
4.如权利要求1所述的一种基于上下文和浅层空间编解码网络的图像语义分割方法,其特征在于:骤三中所述的链式反置残差模块,每个链式反置残差模块由多个反置残差结构以链式结构相结合,反置残差结构由两个1×1点级卷积层和一个3×3分组卷积层组成,本发明中所用的三个链式反置残差模块的链长不一样,连接低层特征的CRB_1链长为3,即由3个反置残差结构链接而成,CRB_2的链长为2,而连接中层特征的CRB_3链长为1。
5.如权利要求1所述的一种基于上下文和浅层空间编解码网络的图像语义分割方法,其特征在于:步骤五中所述的残差循环卷积模块,由两个3×3的循环卷积网络以及残差组成。