一种有效的多峰优化鸟群算法

针对鸟群算法(BSA) 在处理多峰优化问题时容易出现陷入局部极值的问题,提出了一种有效的多峰优化鸟群算法(MOBSA) ,通过对仿生过程即鸟类身份的分类策略进行调整, 并将应用于初始位置生成和飞行位置更新的莱维飞行引入到鸟群算法中,从而有效地提高了鸟群算法的仿生智能性．以标准鸟群算法和粒子群算法作为对比,在 6 个优化函数的 30 维上进行了仿真对比实验．实验结果表明: 多峰优化鸟群算法在单峰函数上能有效地提高优化精度,在多峰函数上也能跳出部分极值,得到比鸟群算法更好的优化结果,是一种有效的改进鸟群算法．     

利用图像掩膜优化基于生成对抗网络的图像超分辨率模型

深度学习在一定程度上解决了从低分辨率图像中恢复出高分辨率图像这一图像超分辨率问题。目前基于生成对抗网络（generative adversarial network,GAN）的方法可以从超分辨率数据集中学习低/高分辨率图像映射关系,从而生成具有真实纹理细节的超分辨率图像。然而,基于GAN的图像超分辨率模型训练通常不稳定,其结果往往带有纹理扭曲和噪声等问题,提出了采用掩膜（mask）模块以辅助对抗网络训练。在网络训练过程中,掩膜模块根据生成网络输出的超分辨率结果和原始高分辨率图像,计算得到相应观感质量信息,并进一步辅助对抗网络训练。在实验中对3个最近提出的基于GAN的图像超分辨率模型进行修改,引入掩膜模块,修改后的模型在超分辨率图像输出的观感和真实感量化指标上均有明显地提升。掩膜模块的优点是可以进一步提升基于GAN的图像超分辨率网络输出的超分辨率图像观感质量,并仅需对生成对抗网络训练框架进行修改,因此适用于多数基于GAN的图像超分辨率模型的进一步优化。     

基于模糊神经网络集成的入侵检测模型

日益严峻的网络安全形势和网络协议本身的缺陷,使传统的防火墙防御的方式无法胜任。为提高对网络入侵防御能力,提出了模糊神经网络集成的入侵检测模型：首先抓取网络中的数据流,使用模糊数学的方法对数据记录入侵特征预处理。然后用集成的模糊神经网络模块接收预处理模块导入的训练数据和测试数据,通过反复训练学习,把各子树中节点的权值收敛到确定值。训练完成后,模型用于检测网络中的数据。响应模块接收模糊神经网络模块处理结果做出相应的响应。实验使用KDDCUP99网络入侵检测数据集对模型进行评测,并与单一神经网络模型相比较。结果表明模糊神经网络集成的方法检测结果比较稳定,在整体上比单一神经网络的误报率、漏报率和错报率有所降低,准确率和数据集泛化能力明显提高。     

基于边界检测和骨骼提取的显著性检测网络

目前一些方法通过多任务联合实现显著性检测，在一定程度上提升了检测精度，但仍存在误检和漏检问题，其原因在于各任务优化目标不同且特征域差异较大，导致网络对显著性、物体边界等特征辨识能力不足．基于此，借助边界检测和骨骼提取提出一种多任务辅助的显著性检测网络，其包括特征提取子网络、边界检测子网络、骨骼提取子网络以及显著性填充子网络．其中，特征提取子网络利用ResNet101预训练模型提取图像的多尺度特征；边界检测子网络选择前3层特征进行融合，可完整保留显著性目标的边界信息；骨骼提取子网络选择后两层特征进行融合，可准确定位显著性目标的中心位置；所提方法基于边界检测数据集和骨骼提取数据集分别对两个子网络进行训练，保留最好的边界检测模型和骨骼提取模型，作为预训练模型辅助显著性检测任务．为降低网络优化目标与特征域之间的差异，设计了显著性填充子网络将提取的边界特征和骨骼特征进行融合和非线性映射．在4种数据集上的实验结果表明，所提方法能有效恢复缺失的显著性区域，优于其他显著性目标检测方法．     

融合多尺度注意力和双向LSTM的行人重识别

将深度学习应用于行人重识别领域,嵌入多尺度注意力融合模块至神经网络中进行多尺度特征提取和表示,可有效提升注意力机制对深度学习网络的识别性能。提出了一种基于SE block的多尺度通道注意力融合模块,并结合ResNet50卷积神经网络提取特征;然后通过双向LSTM网络进一步提取特征序列上下文信息,在提高模型对图像重要特征的提取能力的同时,降低对图像冗余特征的关注度;最后使用级联难采样三元组损失函数和交叉熵损失函数共同训练网络模型,使样本能够在高维特征空间中实现聚类,进一步提升模型识别准确性。所提出算法在Market1501数据集和CUHK03数据集分别进行实验,并在同等条件下和其他注意力模块算法进行比较。为进一步验证各模块作用,对算法进行消融实验,以验证各模块的有效性,实验结果表明,所提出方法可有效应用于行人重识别     

Bayes网络学习及其在文本检测中的应用研究

针对大规模Bayes网络的条件概率赋值问题,提出一种学习方法．首先使用类层次结构定义一种新的层次Bayes网络模型,用于表示大规模Bayes网络．然后将训练数据集由单个数据表的形式转化成多表数据库,其中每个数据库表对应1个Bayes网络模块．在此基础上导出条件概率计算公式,从每个数据库表中算出相应的Bayes网络模块的条件概率表,由此实现对整个层次Bayes网络的概率赋值．可通过适当增加数据库表的数目来控制每个表中属性的个数,保证计算的可行性．最后将本层次Bayes网络及计算公式用于解决图像中文本的自动检测与定位问题,实验结果表明了它们的有效性．     

基于生成对抗网络的宫颈细胞图像数据增强

为了在数据集过小时更好的训练卷积神经网络,本文提出一种方法通过训练GAN(生成对抗网络)生成新的样本进行图像数据增强。扩充后的数据集应用于训练图像分类模型,得到了不错的效果。针对Herlev宫颈细胞数据集的二分类问题,本文首先使用原始训练集训练GAN,生成了大量高质量的高分辨率细胞图像,将每类训练集扩充到24 000例。然后使用扩充后的训练集进行分类网络训练,在Resnet迁移学习的验证集准确率高达97%,高于仿射变换扩充的数据集的训练结果93%,可见本文方法可以有效地实现图像的数据增强。本文方法也可用于其他领域的图像数据增强。     

基于改进编解码网络的钢箱梁疲劳裂纹分割

针对基于图像的疲劳裂纹检测方法精度受焊缝、涂层等复杂背景因素影响较大的问题,提出了一种基于深度学习的空洞金字塔注意力网络(APA-Net)模型用于疲劳裂纹分割．在传统编解码网络的基础上引入预训练ResNet34模型、密集空洞卷积(DAC)模块、尺度感知金字塔融合(SAPF)模块和注意力门控(AG)机制,极大地提升了模型提取多尺度上下文信息的能力．通过图像裁剪制作了包含多种干扰因素的钢箱梁疲劳裂纹分割数据集,然后利用该数据集对APA-Net,FCN,U-Net,Attention U-Net,U-Net++和CE-Net等经典网络进行测试,结果表明：所提出的APA-Net在复杂背景干扰下对钢箱梁表面图像中的疲劳裂纹提取能力最佳,分割结果的平均交并比达72.2%,比其他经典网络中表现最优的CE-Net的平均交并比提高了约4%．最后通过消融实验讨论了所提模块对裂纹分割精度的影响．     

多类别图像数据分类隐私保护算法

为了对所收集的未标记数据进行划分归类,用已知数据生成预测模型成为一种热门方法。针对模型会隐式地记住训练数据集而导致数据隐私泄露的问题,为保护训练集的隐私安全,将差分隐私应用于多类别图像数据集分类任务中,提出Diff-RN方法。该方法将多类别图像数据分成多个互斥的数据集,通过黑盒的方式对互斥数据集分别进行非公开的教师模型训练,并使用拉普拉斯机制对教师模型结果聚合注入噪声与非敏感公共数据集结合,利用深度残差网络训练公开的学生模型,实验结果表明,在数据集cifar-100上,Diff-RN方法训练得到的模型分类精确度提高,训练过程中数据损失量降低,隐私保护程度更高,并且整个训练过程满足ε-差分隐私。     

基于改进贝叶斯方法的基因调控网络构建

为了研究基因之间的复杂调控关系,使用贝叶斯网络模型来构建基因调控网络,针对以往单一贝叶斯网络模型结构学习算法精度低的问题,提出一种结合信息论构建初始网络并在该网络上进行评分搜索的基因调控网络学习方法,使用最大信息系数筛选有较高关联性的节点构建初始网络以提高解的质量,在评分搜索中使用禁忌搜索和BDe评分训练生成最终网络。之后在一组单细胞的蛋白质因果表达网络数据和大肠杆菌表达网络数据上进行构建基因调控网络实验,并在不同数据量,不同性能指标上与其他网络构建算法进行对比。实验结果表明,构建方法在不同规模的数据集上的有效性和准确率优于用于对比的其他算法。     

基于编码器共享和门控网络的生成式文本摘要方法

结合基于自注意力机制的Transformer模型, 提出一种基于编码器共享和门控网络的文本摘要方法。该方法将编码器作为解码器的一部分, 使解码器的部分模块共享编码器的参数, 同时使用门控网络筛选输入序列中的关键信息。相对已有方法, 所提方法提升了文本摘要任务的训练和推理速度, 同时提升了生成摘要的准确性和流畅性。在英文数据集Gigaword和DUC2004上的实验表明, 所提方法在时间效率和生成摘要质量上, 明显优于已有模型。     

基于混合改进鸟群算法的贝叶斯网络结构学习

针对贝叶斯网络结构学习中寻优效率低下、易陷入局部最优的缺陷,提出了一种基于混合改进鸟群算法的贝叶斯网络结构学习算法.首先,通过互信息约束算法迭代初始网络;其次,改进鸟群算法,在经典鸟群算法中加入自适应惯性权重,随着迭代次数的增加动态调整搜索空间、改变收敛速度;最后,将改进的鸟群算法作为搜索策略,进行贝叶斯网络结构寻优.实验结果表明:改进的算法在寻优过程中不仅有较好的准确率和较快的收敛速度,而且具有良好的全局寻优能力.     

基于二阶池化特征融合的孪生网络目标跟踪算法

为提升基于孪生网络目标跟踪算法的特征表达能力,获得更好的跟踪性能,提出了一种轻量级的基于二阶池化特征融合的孪生网络目标跟踪算法。首先,使用孪生网络结构获取目标的深度特征;然后,在孪生网络结构的末端并行添加二阶池化网络和轻量级通道注意力,以获取目标的二阶池化特征和通道注意力特征;最后,将目标的深度特征、二阶池化特征和通道注意力特征进行融合,使用融合后的特征进行互相关操作,得到地响应图能很好地区分目标和背景,提高跟踪模型的判别能力,改善目标定位的精度,从而提升跟踪性能。所提算法使用Got 10k数据集进行端到端的训练,并在数据集OTB100和VOT2018上进行验证。实验结果表明,所提算法与基准算法相比,跟踪性能取得了显著提升：在OTB100数据集上,精确度和成功率分别提高了7.5%和5.2%;在VOT2018数据集上,预期平均重叠率(EAO)提高了4.3%。     

一种新的Bayes网络条件概率学习方法

针对大规模Bayes网络的条件概率赋值问题,提出一种学习方法.首先使用类层次结构定义一种新的基于层次的Bayes网络模型,用于表示大规模Bayes网络.然后将训练数据集由单个数据表的形式转化成多表数据库,其中每个数据库表对应一个Bayes网络模块.在此基础上导出条件概率计算公式,从每个数据库表中算出相应的Bayes网络模块的条件概率表,由此实现对整个层次Bayes网络的概率赋值.通过适当增加数据库表的数目来控制每个表中属性的个数,保证计算的可行性.将层次Bayes网络及计算公式用于解决图像中文本的自动检测与定位问题,实验结果表明了它们的有效性.     

基于生成对抗网络的轻量级图像盲超分辨率网络

针对图像盲超分辨率网络计算参数多、模型庞大的问题,对快速且节省内存的轻量级图像非盲超分辨率网络（fast and memory-efficient image super resulotion network, FMEN）进行改进,提出了一种轻量级的快速且节省内存的图像盲超分辨率网络（fast and memory-efficient image blind super resulotion network, FMEBN)。首先,通过图像退化模块模拟部分真实世界退化空间,使用退化预测模块预测低分辨率(low resolution, LR)图像的退化参数;然后,为能有效利用退化先验信息指导并约束网络进行重建,使用动态卷积对原网络特征提取、重建模块、高频注意力块（high frequency attention block, HFAB）结构进行改进;最后,使用生成对抗网络（generative adversarial network, GAN)对FMEN训练策略与损失函数进行优化,减小真实数据与生成数据的差异,生成更加真实、清晰的纹理、轮廓。实验结果表明,在合成图像数据集和真实图像数据集R...     

多尺度区域特征的细粒度分类算法研究

为了避免复杂背景对精细目标分类的影响,充分利用卷积神经网络提取的目标全局和局部信息进行细粒度任务的研究,提出了一种多尺度区域特征的细粒度目标检测与分类算法.该方法先使用FASTER-RCNN框架训练3个尺度区域的卷积模型进行多尺度目标区域定位,对定位的结果进行包围盒约束和海伦约束以优化提高定位的精确度,然后将提取多个尺度区域的特征进行组合,并用支持向量机训练细粒度分类器.在Caltech-UCSD鸟类数据集和Comp Cars车型数据集上进行实验测试.实验结果表明该算法在Caltech-UCSD鸟类数据集的分类正确率达到82. 8%,比没有使用多尺度区域特征的分类算法提高了7. 5%,比基于部件的分类方法提高了8. 9%;在Comp Cars车型数据集的分类正确率达到93. 5%,比没有使用多尺度区域特征的分类算法提高了8. 3%,比最优的Google Net精细目标分类算法提高了2. 3%,验证了该算法的有效性.     

基于改进YOLOv4的车辆目标检测算法

针对公路上高速行驶的车辆检测常常存在错检、漏检的问题,对YOLOv4算法进行改进优化．首先,将CSPDarknet53-tiny作为主干特征提取网络,并对网络中的ResBolck＿body模块中的残差边与GhostModule模块结合代替原始特征网络CSPDarknet53,从而简化网络结构,同时提高其检测精度;然后,将原算法中的SPPNet模块结构替换为ASPPNet,增大网络感受野,降低参数计算量,使模型能够在保持精准度的同时更加轻量化;最后,将注意力机制模块SENet结构嵌入特征金字塔PANet的两个不同位置,使其可对不同重要程度的特征进行相应处理．在BDD100K数据集实验中,原YOLOv4算法训练后得到的模型的平均精度(AP)为88.27%,改进优化后的YOLOv4模型AP为90.96%,改进后的YOLOv4算法相比原算法AP提高了2.69%．在实际真实场景数据集实验中,改进优化后的YOLOv4算法比原算法AP提高了3.31%．实验结果表明,本文提出的方法可以有效提高YOLOv4算法对车辆目标检测的精度．     

FSDN:基于嵌套U-Net结构的人脸阴影检测模型

人脸阴影检测通常作为人脸图像相关任务的预处理步骤,避免阴影带来干扰。提出基于深度学习的人脸阴影检测方案,在解决方案中,首先根据光照和人脸结构信息,对耶鲁人脸数据库中1 600张光照不均匀人脸图像的阴影区域进行标注,构建人脸阴影检测数据集;之后设计基于嵌套U-Net结构和注意力模块的人脸阴影检测网络,嵌套U-Net结构被用于提取图像的高分辨率信息和全局特征,注意力模块被用于融合各个嵌套U-Net的输出,同时抑制低阶子层带来的噪声信息;最后在标注的人脸检测数据集上对网络进行了评估,实验结果表明,所提方法的平均检测错误率比对照组中最优方案降低了14.2%,可以有效地检测图像中的小面积阴影,并提供更精确的阴影边缘定位。     

基于深度迁移网络MobileNetV3的地形识别

传统地形识别算法,主要建立在人工提取特征和训练分类器的前提上,其通用能力有限且准确度不高,或者需要大量的数据集训练基础,这种方法训练的网络模型参数较大且预测耗时较长,不利于移植到移动端。因此,运用迁移学习思想,提出了一种基于深度迁移网络的地形识别算法。采用轻量级卷积神经网络MobileNetV3,在爬虫获取和自建适量数据集基础上,对神经网络进行迁移学习。首先,采用图像分类数据集ImageNet上的预训练成果,根据预训练模型权重对MobileNetV3网络进行初始化,实现对模型大规模共享参数的迁移;然后,通过在自建数据集GXU-Terrain6上进行新的训练,微调模型参数,进而得到新的分类模型;最后,利用训练好的模型对地形类别进行预测,从而完成识别任务。提出算法在GXU-Terrain6测试集上取得了93.00%的平均预测准确率。实验结果表明,基于深度迁移的地形识别算法运用较少数据,可获得较高的识别准确率,网络实时性好,适合向移动端移植。     

基于DCGAN和改进YOLOv5s的桥梁表面缺陷检测识别

针对人工检测桥梁表面缺陷存在精度低、速度慢和漏检率高等问题,该文提出了基于深度卷积生成式对抗网络(deep convolutional generative adversarial networks,DCGAN)和改进YOLOv5s的桥梁表面缺陷检测识别模型.首先,通过DCGAN网络对自主采集的桥梁表面缺陷图像进行数据增强,建立每类缺陷样本数量较为均衡的数据集; 其次,在YOLOv5s模型基础上嵌入CBAM注意力机制模块,使模型将注意力集中于缺陷区域,从而提升图像分类的准确率; 最后,为验证所提方法的适用性,将包含4类桥梁表面缺陷的数据集进行训练与测试.实验结果表明:该文提出的模型在桥梁表面缺陷检测上的准确率为92%,相比其他深度学习模型具有更高的检测精度和鲁棒性.