改进DeepLabv3+网络的图书书脊分割算法

作者：姬晓飞^*; 张可心; 唐李荣

来源：计算机应用, 2023, 43(12): 3927-3932.

• 书脊分割
• 智能图书馆
• DeepLabv3+网络
• DenseASPP
• 自注意机制

图书定位是实现图书馆智能化发展的重要技术之一，精确的书脊分割算法成为实现该目标的一大难题。基于以上情况，提出改进DeepLabv3+网络的图书书脊分割算法，以解决图书密集排列、图书存在倾斜角度和书脊纹理极相似等情况下的书脊分割难点。首先，为了提取图书图像更密集的金字塔特征，将原始DeepLabv3+网络中的空洞金字塔池化（ASPP）替换为多空洞率、多尺度的DenseASPP (Dense Atrous Spatial Pyramid Pooling)模块；其次，针对原始DeepLabv3+网络对大长宽比的目标对象分割边界不敏感的问题，在DenseASPP模块的支路加入条形池化（SP）模块以增强书脊的长条形特征；最后，参考ViT (Vision Transformer)中的多头自注意（MHSA）机制，提出一种全局信息增强的自注意模块，以增强网络获取长距离特征的能力。将所提算法在开源数据库上进行对比测试，实验结果表明，与原始DeepLabv3+网络分割算法相比，所提算法在近竖直书脊数据库上的平均交并比（MIoU）提升了1.8个百分点；在倾斜书脊数据库上的MIoU提升了4.1个百分点，达到了93.3%。以上验证了所提算法实现了有一定倾斜角度的、密集的和大长宽比的书脊目标的精确分割。

• 出版日期2023
• 单位沈阳航空航天大学; 自动化学院