基于阶层多观测模型的多人行为识别

为解决多人行为识别中高维特征空间、角色分配不准确和复杂的时间结构等问题,本文分析了多人行为的特点,提出了一种递归的多层随机网络模型。该模型通过多层网络表达行为的多尺度特性,并由高层体现行为的长时间依赖性。通过对观测的分解大大降低了特征空间的维数,从而降低了问题的复杂度,并在一定程度上消除了目标角色分配不准确带来的影响。实验结果表明本文提出的模型比其他常用模型具有更好的识别效果,即使对复杂行为依然具有91.3%以上的识别率。     

面向移动端的多人高效行为识别方法

视频行为识别是有前景并且有挑战性的任务，但现有的大部分方法依赖大量的参数和运算.该文提出了一种基于连续多帧缓存的高效行为识别方法：首先针对多人场景的问题，输入单帧图片，结合人体检测器给出所有人的动作分类和得分；然后通过使用时序位移模块缓存之前帧的特征，使网络具有时序信息处理的能力.实验结果表明：该方法取得了较好的轻量化效果，搭配额外的目标检测网络，可以做到多人场景实时的行为识别，体现了一定的识别速度和准确率优势.     

基于GRU-DRSN的双通道人体活动识别

人体活动识别(human activity recognizition, HAR)在医疗、军工、智能家居等领域有很大的应用空间。传统机器学习方法特征提取难度较大且精度不高。针对上述问题并结合传感器时序特性,提出了一种融合CBAM(convolutional block attention module)注意力机制的GRU-DRSN双通道并行模型,有效避免了传统串行模型因网络深度加深引起梯度爆炸和消失问题。同时并行结构使得两条支路具有相同的优先级,使用深度残差收缩网络(deep residual shrinkage network, DRSN)提取数据的深层空间特征,同时使用门控循环结构(gated recurrent unit, GRU)学习活动样本在时间序列上的特征,同时进行提取样本不同维度的特征,并通过CBAM模块进行特征的权重分配,最后通过Softmax层进行识别,实现了端对端的人体活动识别。使用公开数据集(wireless sensor data mining, WISDM)进行验证,模型平均精度达到了97.6%,与传统机器学习模型和前人所提神经网络模型相比,有更好的识别效果。     

基于机器视觉的婴儿全身运动质量智能评估

针对婴儿全身运动质量评估问题，本文基于姿势识别对婴儿运动特征进行提取与分析，提出基于ResNet和反卷积层的婴儿姿势热力图识别模型，平均识别率达到86.9%；利用婴儿的二维姿势坐标，建立基于DenseNet的3D人体姿势识别模型，使用1D卷积网络及1D连接层，实现婴儿的2D姿势坐标到3D姿势坐标的升维推算；使用四元数作为空间向量表示方式，对婴儿主要肢体运动的角度、角速度、角加速度进行提取，并提出基于SVM的由婴儿肢体运动角度特征进行判定的婴儿异常行为识别模型。针对模型参数过多的问题，在保证模型整体识别率的情况下，使用主成分分析的方式对模型进行特征降维，提高整体识别速度，将维度由18维度降低至8维度后，整体运行时间减少近50%，且对于不同的视频样品均能正确分类。     

用于稳态视觉诱发电位目标识别的多尺度特征融合卷积神经网络方法

针对传统稳态视觉诱发电位(SSVEP)脑电信号目标识别方法分类精度低、提取特征不充分、方法复杂且耗时等问题,提出一种基于多尺度特征融合卷积神经网络的SSVEP信号分类识别方法(SSVEP-MF)。利用小波变换将多通道SSVEP信号整合转化为二维图像作为输入样本集;建立多尺度特征融合卷积神经网络模型(MFCNN),该模型利用三层二维卷积核实现图像样本不同尺度特征的充分提取,构建多尺度特征融合单元对不同层级特征进行融合,并通过全连接等操作完成模型的训练;将样本集输入到MFCNN模型中实现脑电信号特征自适应提取及端到端分类。所提SSVEP-MF方法能够充分提取信号各层级特征,实现短时间视觉刺激下SSVEP信号的有效识别,并具有较高的目标识别效率。实验结果表明,在1 s刺激时长时,相比传统功率谱密度分析方法、典型相关分析方法以及普通卷积结构方法,所提方法的识别准确率分别提升了18.57%、20.08%及7.03%,有效提高了基于稳态视觉诱发电位范式下脑机接口的信号识别性能。     

一种深度自编码器面部表情识别新方法

为解决面部表情特征维度高的问题,该文提出了一种基于深度学习自编码器的表情识别新方法,该方法利用深度自编码器在多层隐层上进行特征选择,能够在较低维度上表示高维度的面部特征.首先采用定向梯度直方图从面部表情的选定区域提取特征,然后在多个层面上使用深度自编码器,得到最优编码特征,降低特征维度,最后使用支持向量机模型对降维特征进行分类.实验表明,与其他现有特征选择和降维技术相比,该文方法提取的特征优于其他特征,并能够有效实现面部表情识别.     

基于卷积神经网络的壁面清洗机器人障碍物检测识别算法

结合机器人的工作原理以及卷积神经网络(CNN)在图像分类中的应用,提出了一种基于卷积神经网络的壁面障碍物检测识别算法.首先,以壁面障碍物准确识别为目标,构建壁面障碍物图像库;然后,通过对VGG-16网络简化后进行优化,得到适合壁面障碍物准确识别的卷积神经网络模型.在此基础上,设计该网络由输入层、4层卷积层、2层池化层、1层全连接层以及输出层组成,进一步利用3×3卷积核对训练样本进行卷积操作,并将所获取的特征图以2×2领域进行池化操作.重复上述操作后,通过学习获取并确定网络模型参数,得到最佳网络模型.实验结果表明,障碍物的识别准确率可达99.0%,具有良好的识别能力.     

基于栈式稀疏自编码多特征融合的快速手势识别方法

针对复杂背景下手势分割提取效果不佳、图像识别率不高、识别困难等问题,研究多特征融合的快速手势识别方法.利用YCbCr颜色空间模型,构建肤色分布模型,从复杂背景中去除大部分非肤色的干扰,从而实现手势分割;接着采用5层栈式稀疏自编码网络框架,分别提取手势感兴趣区域（region of interest,ROI）的纹理图像、形状图像和显著视觉图像作为自编码网络输入,将提取到的不同类型的特征进行线性融合;最后使用基于径向基核函数（radial basis function,RBF）的支持向量机（support vector machine,SVM）分类器进行融合特征数据分类,从而实现不同类型的手势识别.实验结果表明,相比其他手势识别方法,本文方法识别率较高,提取特征更具有代表性,平均识别率可达95.05%.      

基于多标签核判别分析的人脸身份与性别识别方法

为解决多标签线性判别分析(MLDA)方法在非线性维数约简方面的局限性,提出了一种多标签核判别分析(MKDA)方法,并将其用于人脸的身份与性别识别中.该方法的基本思想是通过非线性映射将训练样本从输入空间映射到高维核特征空间中,并在该特征空间中进行基于MLDA的数据降维.在身份和性别识别中,首先采用MKDA方法对人脸图像特征向量进行降维,获取判别特征矢量集;其次,为每幅人脸图像赋予一个表征身份和性别的多标签类别矢量;最后,采用减秩回归模型(RRR)描述判别特征矢量与多标签类别矢量之间的回归关系,并利用该模型进行未知人脸的身份和性别识别.AR人脸数据库上的实验结果表明:在人脸身份和性别识别中,MKDA方法的识别率高于传统核判别分析(KDA)方法.     

基于多域流形的行星齿轮箱局部故障识别

行星齿轮箱振动信号包含多种频率成分和噪声干扰,频谱具有复杂的边带结构,容易对故障识别造成误导甚至引起错判.在不同故障状态下,行星齿轮箱振动信号的多域特征量将偏离正常范围且偏离程度不同,根据这一特点,提取振动信号的时域、频域特征参量用于故障识别.为了避免传统分析方法中负频率及虚假模态问题,增强对噪声干扰的鲁棒性,采用局部均值分解法将信号自适应地分解为单分量之和,提取时频域单分量瞬时幅值能量.针对多域特征空间构造过程中出现的高维及非线性问题,采用流形学习对数据进行降维处理.提出基于改进的虚假近邻点的本征维数估计及最优k邻域确定方法,并通过等距映射对多域特征空间进行降维分析.对于行星齿轮箱实验信号,根据样本流形特征聚类结果,分别识别出了太阳轮、行星轮和齿圈的局部故障,从而验证了上述方法的有效性.     

基于GANs-LightGBM的序贯三支异常用户检测研究

针对网络中异常数据类别分布的不平衡性和异常用户检测代价的敏感性,在序贯三支决策框架下,提出了一种基于生成式对抗网络和集成学习模型的异常用户检测方法.利用生成式对抗网络(generative adversarial nets,GANs)模型对异常/非异常数据进行类别平衡,并在多层次多粒度的特征空间下训练LightGBM模型,持续地处理不确定域的样本以识别异常用户.实验结果表明,与传统的机器学习算法相比,该方法在异常用户检测中具有较高的AUC值和较低的检测代价.     

量子神经网络在心电图分类中的应用

将量子叠加的概念引入前向神经网络,提出了量子神经网络的计算模型.量子神经网络分类器是将量子迁移(量子间隔)概念引入前向神经网络,在隐含层和输出层借鉴量子理论中的量子迁移(量子间隔)思想,神经元采用多个激励函数的叠加,形成对特征空间的多级划分,在训练过程中,量子神经元能够根据需要伸展或坍塌.当输入模糊信息时,该算法可以学习数据集中的不精确性或不确定性,具有较高的分类精度.将该算法应用于心电图诊断中,结果表明具有较好的分类效果和较快的训练速度.     

多层次约束的矢量地图匹配导航算法

针对航空用线状目标的矢量地图匹配问题,提出了一种多层次约束的矢量地图匹配导航算法（MLC-VMMA）.该算法利用差角作为线状目标的匹配特征量,依次根据距离、顺序和误差等多层次约束条件来减小可行解空间的大小,完成在具有旋转、平移、缩放变换下的矢量地图匹配.仿真结果表明,MLC-VMMA适用于小尺度缩放变换下的矢量地图匹配,具有较高的可靠性与导航精度.     

基于深度迁移学习的回转窑燃烧状况智能感知

针对回转窑燃烧状况的认知问题,探索了一种基于深度迁移学习的回转窑燃烧状况智能感知机制和计算方法。首先,采用自优化调节的机制构建卷积神经网络的架构（ASCNN,adaptive structure convolutional neural networks）,建立火焰图像由全局到局部具有确定映射关系的非结构化动态特征空间。其次,基于特征可区分性测度指标和变精度粗糙集理论,从信息论的角度在不确定信息条件下,面向可区分性约束条件,建立自优化特征表征的回转窑燃烧状况认知决策信息系统,增强燃烧状况非结构化简约可分特征空间的可解释性。再次,构建具有万局逼近能力的随机配置网络分类器（SCN,stochastic configuration networks）,建立火焰图像燃烧状况的分类决策准则。最后,构建语义误差熵评测指标,实时测量火焰图像燃烧状况认知结果的不确定性,构建基于不确定认知结果测度指标约束的动态迁移学习机制,实现燃烧状况多层次差异化特征空间及其分类准则的自寻优调节和重构。实验结果表明了所构建的基于深度迁移学习的火焰图像燃烧状况智能感知模型较已有方法对水泥回转窑燃烧状况精确认知的可行性和优越性。     

基于全局注意力的多级特征融合目标检测算法

针对小目标物体检测精度差的问题,同时不以牺牲速度为代价,本文提出了一种基于全局注意力的多级特征融合目标检测算法。算法首先由卷积神经网络生成多尺度的特征图,然后采用多级特征融合的方法,将浅层和深层特征图的语义信息相结合,提高特征图的表达能力,接着引入全局注意力模块,对特征图上下文信息进行建模,并捕获通道之间的依赖关系来选择性地增强重要的通道特征。此外,在多任务损失函数的基础上增加一项额外的惩罚项来平衡正负样本。最后经过分类回归、迭代训练和过滤重复边框得到最终检测模型。对所提算法在PASCAL VOC数据集上进行了训练和测试,结果表明该算法能有效地提升小目标物体检测效果,并较好地平衡了检测精度与速度之间的关系。     

基于多层次特征融合的Transformer人脸识别方法

卷积神经网络中的卷积操作只能捕获局部信息,而Transformer能保留更多的空间信息且能建立图像的长距离连接.在视觉领域的应用中,Transformer缺乏灵活的图像尺寸及特征尺度适应能力,通过利用层级式网络增强不同尺度建模的灵活性,且引入多尺度特征融合模块丰富特征信息.本文提出了一种基于改进的Swin Transformer人脸模型——Swin Face模型.Swin Face以Swin Transformer为骨干网络,引入多层次特征融合模块,增强了模型对人脸的特征表达能力,并使用联合损失函数优化策略设计人脸识别分类器,实现人脸识别.实验结果表明,与多种人脸识别方法相比,Swin Face模型通过使用分级特征融合网络,在LFW、CALFW、AgeDB-30、CFP数据集上均取得最优的效果,验证了此模型具有良好的泛化性和鲁棒性.     

Multi-Level Max-Margin Analysis for Semantic Classification of Satellite Images

The performance of scene classification of satellite images strongly relies on the discriminative power of the low-level and mid-level feature representation. This paper presents a novel approach, named multi-level max-margin analysis(M3DA) for semantic classification for high-resolution satellite images. In our M3 DA model, the maximum entropy discrimination latent Dirichlet allocation(Med LDA) model is applied to learn the topic-level features first, and then based on a bag-of-words representation of low-level local image features, the large margin nearest neighbor(LMNN) classifier is used to optimize a multiple soft label composed of word-level features(generated by SVM classifier) and topic-level features. The categorization performances on 21-class land-use dataset have demonstrated that the proposed model in multi-level max-margin scheme can distinguish different categories of land-use scenes reasonably.     

融合子集特征级联预学习的封装方法研究

机器学习领域中的特征选择算法可简化模型输入，提高可解释性并帮助避免维度灾难及过拟合现象的发生.针对基于封装法进行特征选择时，评价模型通常将搜索出的特征子集直接作为输入，导致算法对特征利用和评估效果受限于评价模型的特征学习能力，限制了对更适特征子集的发现能力等问题，提出一种基于级联森林结构的子集特征预学习封装法.该方法在搜索算法与评价模型之间添加多层级联森林，重构待评价特征子集为高级特征集，降低评价模型模式识别难度，提高对子集性能的评价效果.实验对比了多种搜索算法及评价模型组合，本方法可在保证分类性能的前提下，进一步降低所选特征数量，同时维持了封装法的低耦合性.      

基于改进单步多框目标检测的道路小目标检测算法

针对SSD目标检测算法运用于自动驾驶领域时,在检测道路上小目标容易发生漏检错检的情况,本文提出一种改进的SSD目标检测算法。本算法首先在SSD模型的主干网络中嵌入感受野增强模块,扩大特征层的感受野,以获取更多小目标的特征信息;然后在主干网络后加入4次U型特征提取结构,构建4个不同层级的特征金字塔,最后合并成一个多层级特征金字塔用于检测。结果表明,该改进SSD模型在KITTI数据集上的检测精度较原始SSD模型提升了6%,检测速度达到了每秒27.9帧。在兼顾检测效率的同时,有效提高了对道路上小目标的检测精度,更适用于自动驾驶领域。     

电子地图中多级符号的设计

为了更好地反映地物形态随比例尺变化的规律及改善地图的显示效果,文章以普通电子地图为研究对象,针对电子地图显示介质和显示内容的特殊性,总结了多级符号设计的原则,并以此为依据设计了一套完整的多级符号。经过试验,多级符号的显示取得了较好的效果,为读图者提供了更符合视觉规律的读图环境。