改进的基于端到端学习的蜻蜓目昆虫识别算法

[目的]传统的蜻蜓目(Odonata)昆虫的鉴别算法是在标本图片上进行人工的特征提取来训练分类器,此类方法所用的数据集包含的蜻蜓目昆虫种类和数量均较少,并且样本背景单一,导致识别率低且只能识别标本图片.针对这些问题制作了一个同时包含蜻蜓目昆虫生态图片和标本图片的数据集,提出一种基于深度学习的蜻蜓目昆虫的识别算法.[方法]采用具备端到端学习优势的网络框架,在上述数据集上,使用在ImageNet上迁移学习的ResNet50进行特征提取,使用新的区域建议网络Imp-RPN进行特征筛选,再使用改进的损失函数来解决样本分布不均的问题.[结果]所提出的识别算法在精确到种的46类分类任务中识别率达到了96.2％,在精确到种并包含性别信息的90类分类任务中识别率则达到了88.7％.[结论]端到端的深度学习网络框架免除了人工标注样本的时间成本,提高了识别准确率,更能满足物种鉴别任务的需求.     

基于ResNet和双向LSTM融合的物联网入侵 检测分类模型构建与优化研究

为提高物联网入侵检测模型的综合性能,将残差神经网络(Residual Networks,ResNet)与双向长短时记忆(Long-Short Term Memory,LSTM)网络融合,构建物联网入侵检测分类模型.针对大规模物联网流量快速批量处理问题,在对原始数据进行清洗、转换等预处理基础上,提出将多条流量样本转换为灰度图,并利用基于ResNet和双向LSTM融合的深度学习方法构建物联网入侵检测分类模型.对分类模型的网络结构、可复用性进行综合优化实验,得到最终优化模型,分类准确率达到96.77%,综合优化后的模型构建时间为39.85 s.与其他机器学习算法结果相比,该优化方法在分类准确率和效率两个方面取得了很好的效果,综合性能优于传统的入侵检测分类模型.     

基于SMOTE和机器学习的网络入侵检测

网络入侵检测已经广泛运用机器学习模型,但是研究者们多关注模型选择和参数优化,很少考虑数据不平衡的影响,往往会导致少数类入侵样本的检测效果较差.针对该问题,以SMOTE （synthetic minority oversampling technique）数据再平衡算法为研究重点,应用入侵检测数据集KDD99作为原始训练集,使用简单抽样和SMOTE算法生成再平衡训练集.采用多种机器学习模型分别在原始训练集和再平衡训练集进行5折交叉验证.实验结果表明,与原始训练集相比,使用再平衡训练集建模能够在不降低甚至提高多数类样本识别效果前提下,使少数类样本的识别准确率和召回率增强10%～20%.因此,SMOTE算法对不平衡样本下的网络入侵检测有显著的提升作用.      

基于深度卷积神经网络的三维模型识别

为了进一步提高三维模型的识别精度,提出了一种基于深度卷积神经网络的三维模型识别方法。将点云数据通过占用网格规范化计算转化为二值3D体素矩阵,通过附加正则化项的随机梯度下降算法提取体素矩阵的特征,再通过共享权重的旋转增强对训练集进行数据增广并以此对模型标签进行预测。实验结果表明,该算法在公开数据集ModelNet40及悉尼城市模型数据集上的识别精度均达到85%左右。与基于同类机器学习的三维模型识别算法相比,在相同训练数据集上该方法网络训练时间短,在相同测试数据集上模型识别准确率高,检索速度快。提出的体素占用网格模型的深度卷积神经网络,可以实现三维点云模型数据集及规范化体素模型数据集的识别和分类工作。     

基于改进模糊C均值聚类算法的云计算入侵检测方法

针对标准模糊C均值聚类算法(FCM)在云计算平台下的入侵检测中存在检测精度不高等问题,提出一种基于目标函数优化模糊C均值聚类算法的云计算入侵检测模型。该模型采用核函数增强FCM算法的寻优能力,根据Mercer核定义优化FCM算法的目标函数,使用拉格朗日数乘法求得聚类中心和隶属度矩阵,有效降低算法的复杂度。研究结果表明:所提出的基于目标函数优化的FCM算法与传统的FCM算法相比,对云计算网络入侵检测的准确率较高,具有更好的收敛性能。     

R-YOLO轨道人员目标检测模型

针对现有铁路人员入侵识别准确率不高、实时性较差的问题，在YOLOv4模型的基础上提出一种R-YOLO轨道人员目标检测模型。首先，用轻量级骨干网络ResNet50代替原有的CSPDarknet53网络，利用深度可分离卷积替代PANet中的标准卷积，减少网络层数以及模型体积，加快模型的识别速度。其次，在加强特征提取网络的3个特征层分别加入有效通道注意力模块，采用K-means++聚类算法重新对数据集进行聚类和分析，提高目标检测模型的精度；在模型训练方面，采用迁移学习和混合数据集联合训练，解决人员识别精度不理想以及误检漏检等问题。最后，利用R-YOLO轨道人员目标检测模型对真实铁路人员入侵数据集进行测试。结果表明，R-YOLO模型在真实铁路人员入侵数据集上的平均识别精度达到了92.12%,较传统YOLOv4算法高出1.89%,帧速率由38.74 f·s^-1提升到47.73 f·s^-1。R-YOLO模型部分解决了铁路入侵人员误检漏检问题，提高了铁路人员入侵识别的实时性和准确率，为铁路安全运行提供了保障。     

拆分降尺度卷积神经网络入侵检测方法

针对卷积神经网络模型待训参数量过大、多层网络导致特征和梯度消失等问题,论文提出了一种基于拆分层和Inception-ResNet的卷积神经网络模型用于入侵检测。首先将网络流量数据转化为具有空间相关性的图像以适用于卷积神经网络的输入;然后使用Inception-ResNet卷积层增加网络深度,减少模型训练参数数量以及消除梯度消失问题,拆分层在降低图像尺度时基本保持图像原有分类特征;最后采用NSL-KDD数据集对改进模型进行训练和测试。测试结果表明,改进模型相对于Inception-ResNet模型具有更高的检测准确率和少数类样本召回率以及更好的训练时间性能。     

基于Faster-RCNN的遥感图像飞机检测算法

CCCV2017发布遥感图像飞机数据集,用于评测飞机检测算法.针对该遥感图像数据集中的飞机朝向不确定、图像覆盖范围广、图像背景复杂度高,导致飞机检测难度大、检测算法准确率和算法泛化能力低等问题,提出了基于Faster-RCNN的飞机检测改进算法.首先,通过对图像采用翻转以及角度旋转等方式对数据集进行合理的扩增;然后,在扩增后的数据集上,使用深度残差网络对图像进行特征提取,针对数据集中飞机目标的长宽比特点优化区域建议网络;同时,为了防止训练集中正负样本不均衡,采用在线困难样本挖掘方法对数据进行训练.在CCCV2017数据集上评估表明,改进后的Faster-RCNN算法极大提高了初始的Faster-RCNN算法性能,在测试集上m AP达到了89.93%.在NWPUVHR-10、NWPU-RESISC45、UCAS-AOD遥感图像飞机数据集测试表明,该改进模型同样具有良好的性能,从而验证了该模型具有良好的鲁棒性和泛化能力.     

基于深度神经网络的入侵检测方法

为改善传统机器学习技术解决海量网络数据和复杂入侵模式对信息网络的入侵检测的不足,提出一种基于深度神经网络的入侵检测方法.采用神经元映射卷积神经网络(NPCNN)为网络结构,使用较少的连接和参数,具有易于训练和泛化能力强等优点.在训练过程中,使用Re LU激活器作为非线性激活函数,采用Adam算法进行模型学习,从而避免了传统深度网络须进行预训练的过程.在NSL-KDD数据集上的实验结果表明:提出的方法较基于传统机器学习的入侵检测方法具有良好的特征表征学习和分类能力,且随着数据量的增大,模型的分类精度有较大的提升.     

基于注意力机制优化长短期记忆网络的短期电力负荷预测

在电力系统的经济调度中,如何合理利用电力负荷的过去和现在来推测其未来价值,具有非常长远的社会经济价值.短期电力负荷数据具有明显的时间特征,传统的深度模型越来越多地应用于该领域.然而,深度模型可能存在梯度爆炸或梯度消失,为此,提出了一种注意力机制优化长短期记忆网络的短期负荷预测模型.该模型将长短期记忆网络单元中的激活函数改进为加权激活函数组,并加入注意力机制以提高预测精度.