基于YOLOv5和U-Net3+的桥梁裂缝智能识别与测量

为了克服传统数字图像处理方法进行桥梁裂缝识别时面临的效率低、效果不佳等问题,提出了集成深度学习YOLOv5和U-Net3+算法的一体化桥梁裂缝智能检测方法.通过调整算法宽度和深度参数,优化边界框损失函数,构建基于YOLOv5目标检测算法的裂缝识别定位模型,实现桥梁裂缝快速识别与定位;引入结合深度监督策略及预测输出模块的U-Net3+图像分割算法,训练并构建桥梁裂缝高效分割模型,实现像素级裂缝智能化提取;建立结合连通域去噪、边缘检测、形态学处理的八方向裂缝宽度测量法,基于U-Net3+裂缝分割结果实现裂缝形态及宽度高精度测量;利用LabelImg图像标注软件制作包含4 414张图像的裂缝识别定位模型训练数据集;利用LabelImg图像标注软件及CFD数据集制作包含908张图像的裂缝分割模型训练数据集;利用无人机航拍的485张5 280×2 970 pixels桥梁索塔裂缝图像,来制作裂缝智能检测模型的测试对象.将所提出的裂缝检测方法应用于上述裂缝测试对象,其裂缝识别定位准确率91.55%、召回率95.15%、F1分数93.32%,裂缝分割准确率93.02%、召回率92.22%、F1分数92.22%.结果表明,基于YOLOv5与U-Net3+的桥梁裂缝智能检测方法,可实现桥梁裂缝高效率、高精度、智能化检测,具有较强的研究价值和广泛的应用前景.     

基于半监督学习的即时语音通信隐藏检测

传统即时通信隐藏检测方法主要采用基于监督学习的检测方式,导致部署前需大量复杂的人工预处理,同时训练数据集与测试数据集分布的差异会影响检测的准确率。针对以上问题,该文首先重点针对即时语音通信隐蔽信道提出了一种全新的半监督混合式检测模型,该模型不存在人工挑选与标注训练数据集的过程,解决检测操作人工预处理复杂和适用性差的问题;然后设计了基于自学习的多准则融合模块,用于自行生成伪标注数据集,其可信度和代表度共同决定了即时语音通信隐藏检测系统的性能,且不存在语音通信隐藏检测中训练与测试集分布失配的情况;最后针对即时语音通信中常见的低码率语音流载体进行实验分析,在失配状况下基于有监督的检测方法以及无监督检测方法相比,其准确率具有明显优势;当训练样本与测试样本的分布不匹配时,该方法相比有监督的检测方法所受的影响更小。同时,实验显示该方法可以适用于多种编码检测过程。     

基于PPYOLOE的师生互助训练半监督目标检测网络

随着深度学习技术的发展,基于卷积神经网络的目标检测技术成为当前计算机视觉领域的研究热点之一.目前主流的目标检测算法依赖于监督学习方式,需要在大量有标注图像数据上训练网络,然而,无标签的数据易于获取,而有标签的数据收集起来通常很困难,标注也耗时和耗力．为了解决数据标注难以获取的问题,提出了教师学生互助训练的半监督目标检测(PPYOLOE-SSOD)算法．首先,同时训练一个学生模型和逐渐改进的教师模型,使用教师模型筛选高质量伪标签,将伪标签作为未标注图像的回归目标,指导学生模型训练,挖掘未标注图像的知识信息,为了减小参数传递的不稳定性,每次迭代学生模型使用指数移动平均方法更新教师模型参数;此外,引入不同种类的半监督数据增强方法来增强网络的抗干扰能力;最后,针对无标注数据的学习,新增无监督学习分支,使用密集学习方式对模型预测得到的特征进行处理,通过对教师模型预测的分类特征排序,自动选择高质量特征作为教师模型生成的伪标签,从而避免了繁琐的伪标签后处理,提升网络的精度和训练速度．在MSCOCO数据集上,通过使用半监督学习方法,PPYOLOE在1%、5%、10%的标注数据集上分别得到了1.4%、1...     

基于均匀设计的船舶目标检测深度学习 模型训练方法研究

针对沿岸监控视频图像的舰船目标识别问题,传统检测方法检测速度和准确率有待进一步提升。深度学习方法已经能够实现船舶目标的检测,但模型网络结构复杂且存在交互影响的超参数,模型训练时耗长,检测精度往往受限于训练样本和超参数的选取。拟在YOLO算法的卷积神经网络模型训练过程中,采用均匀设计理念,对影响因素和水平协同优化,减少按照主观经验训练深度学习算法参数的盲目性。分析清晰度和人工标注影响,以场景、训练集与测试集样本比例、训练算法、训练轮次作为影响因素,设置差异化水平值,采用均匀设计方法训练深度学习模型,选用AP 值对比分析经验法和均匀设计法。以上海市黄浦江水域场景作为实例验证,研究表明：经验法设计的9组训练方案中最优AP值为0.84,均匀设计法产生的6组训练方案中,选用YOLOv5x算法,样本比例90%、训练100轮次时,深度学习模型AP值为0.91,表明均匀设计在深度学习模型超参数训练中有效。     

结合主动学习与关系图卷积神经网络的社交机器人检测

社交机器人一直在应用中不断发展，并且为了逃避现有的检测方法，变得更加先进和复杂，较大地影响了原有部分社交机器人检测方法的效果.检测社交机器人成为了一项漫长而又艰巨的工作.在社交机器人检测领域中，目前存在着已公开相关数据集较少的情况，需要人工标注大量的数据.本文提出了一种结合主动学习与关系图卷积神经网络(RGCN)的检测方法——ALRGCN,用以解决人工标注大量数据成本较高的问题.其主要思路是利用主动学习方法来扩充标记数据集，以最大化人工标注的价值.主动学习利用种子选择算法构建初始训练集以及不确定性采样方法筛选出较高信息熵的样本，交由分类模型进行训练，旨在通过专业人员的经验来人工标注一些分类器难以分类的数据.鉴于社交机器人通常以集群的形式出现，本文引入了RGCN来捕捉其网络结构特征.RGCN可以有效地分析节点及其相邻节点的属性，进而帮助该节点进行分类.实验在TwiBot-20数据集上进行，通过对比进行使用的基线实验，ALRGCN在F1上取得了2.83%的提升.实验结果证明，ALRGCN在标注样本更小的情况下可以更有效地检测出社交机器人.     

考虑病害三维特征的沥青路面车辙异常检验方法

针对复杂路况下车辙深度异常或横断面数据不完整的问题,提出了基于病害三维特征的路面车辙异常检验方法.首先,对三维图像中激光点异常值进行筛选及修正,利用横断面深度数据应用包络线算法提取最大车辙.考虑到裂缝、坑槽和拥包对车辙提取存在误判,利用三维高程数据建立病害种子检测模型以自动提取裂缝、坑槽和拥包种子点.测试结果表明,车辙深度相对误差小于7%,车辙深度测量重复性小于4%,包络线算法结果与人工测量值的相关系数高达0.999 2.在车辙异常检验中,裂缝种子识别模型准确率和召回率的均值分别为92.18%和84.79%,且F值为88.33%,优于支持向量机及改进的Canny方法.坑槽及拥包种子识别模型检测正确率大于95%.所提方法不仅能高效地提取车辙深度,而且能准确地检验造成车辙检测异常的其他病害.     

基于深度学习YOLOX算法的混凝土构件裂缝智能化检测方法

针对现有混凝土构件裂缝人工检测操作不仅费时、费力,而且易出现错检、误检、漏检,以及部分位置难以开展检测的问题,提出一种基于深度学习YOLOX(You Only Look Once)算法的混凝土构件裂缝智能化检测方法;首先采集、整理包含各类混凝土构件的典型裂缝图像,并通过图像数据增强建立Pascal VOC数据集,然后基于Facebook公司开发的深度学习框架Pytorch,利用数据集训练YOLOX算法,并进行裂缝识别和验证;将训练完成后YOLOX算法移植至搭载安卓系统的手机端,进行现场实时检测操作。结果表明：在迭代次数为700时,混凝土构件裂缝识别精度可达88.84%,能有效筛分混凝土构件表面裂缝,并排除其他干扰项,证明了所提出的方法对裂缝具有较高的识别精度和广泛的适用性;经试验测试,移植至手机端的YOLOX算法能在提升便携性的同时保证高效、准确的检测效果,具有良好的应用前景。     

图像分类卷积神经网络的进化设计

为解决图像分类中深度卷积神经网络(Convolutional neural networks,CNN)中较为复杂的人工网络设计与调参问题,提出基于ResNet模块的进化卷积、神经网络(Evolutionary convolutional neural network,ECNN)的自动设计方法,并将其运用到图像分类中.该方法基于ResNet模块与2D卷积层,采用进化算法(Evolutionary algorithm,EA)对网络结构及参数进行优化.在NLM官方发布的疟疾数据集下进行实验,不同比例的测试集划分可以达到95.6%的分类准确率,文中算法与AlexNet、VGG16、Xception等人工设计的深度学习分类算法进行了比较,实验结果表明,其准确率提升了约1%.在斯坦福大学发布的Stanford cars车辆图像数据集中进行了算法泛化验证,结果表明,文中算法在不同比例数据的测试中准确率均在94.5%以上,将该算法与深度学习分类算法VGG16进行比较,准确率效果相当,模型测试图像分类耗时仅为VGG16耗时的1/13,且训练参数量较少.两组对比测试实验数据表明,相比人工设计的深度学习算法,本文方法具有较好的图像分类性能与较快的图像分类速度.     

基于公共特征空间的自适应情感分类

针对情感分类这一项从文章或句子中得到观点态度的任务,常规情感分类模型大多需要耗费大量人力获取标注数据.为解决某些领域缺乏标注数据,且其他领域分类器无法在目标领域直接使用的现状,设计了一种新颖的基于构建公共特征空间方法,使分类模型可从有标注领域向无标注领域进行迁移适应,减少人工标注的成本开销,实现情感分类的领域自适应.该方法以大规模语料下预训练的词向量信息作为以词为元素的特征,在同种语言中表达情感所采用的句法结构相似这一假设前提下,通过对领域内特有的领域特征词进行替换的方式构建有标注数据集与无标注数据集基本共有的公共特征空间,使有标注数据集与无标注数据集实现信息共享.以此为基础借助深度学习中卷积神经网络采用不同尺寸卷积核对词语不同范围的上下文特征进行抽取学习,进而采用半监督学习与微调学习相结合的方式从有标注数据集向未标注数据集开展领域自适应.在来自京东与携程共5个领域的真实电商数据集上进行实验,分别研究了领域特征词选择方法及其词性约束对领域间适应能力的影响,结果表明:相较于不采用领域适应的模型,可提升平均2.7%的准确率;且在来自亚马逊电商的公开数据集实验中,通过与现有方法进行对比,验证了该方法的有效性.     

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.     

Markedness and its Interpretation in Language Use

Language markedness is a common phenomenon in languages, and is reflected from hearing, vision and sense, i.e. the variation in the three aspects such as phonology, morphology and semantics. This paper focuses on the interpretation of markedness in language use following the three perspectives, i.e. pragmatic interpretation, psychological interpretation and cognitive interpretation, with an aim to define the function of markedness.     

Features of Women's language

Language is a means of verbal communication. People use language to communicate with each other. In the society, no two speakers are exactly alike in the way of speaking. Some differences are due to age, gender, statue and personality. Above all, gender is one of the obvious reasons. The writer of this paper tries to describe the features of women＇s language from these perspectives： pronunciation, intonation, diction, subjects, grammar and discourse. From the discussion of the features of women＇s language, more attention should be paid to language use in social context. What＇s more, the linguistic phenomena in a speaking community can be understood more thoroughly.     

低渗透非均质砂岩油藏启动压力梯度研究

理论推导与室内实验相结合,建立了低渗透非均质砂岩油藏启动压力梯度确定方法。首先借助油藏流场与电场相似的原理,推导了非均质砂岩油藏启动压力梯度计算公式。其次基于稳定流实验方法,建立了非均质砂岩油藏启动压力梯度测试方法。结果表明:低渗透非均质砂岩油藏的启动压力梯度确定遵循两个等效原则。平面非均质油藏的启动压力梯度等于各级渗透率段的启动压力梯度关于长度的加权平均;纵向非均质油藏的启动压力梯度等于各渗透率层的启动压力梯度关于渗透率与渗流面积乘积的加权平均。研究成果可用于有效指导低渗透非均质砂岩油藏的合理井距确定,促进该类油藏的高效开发。     

On Tragic Consciousness In The Works By Ernest Hemingway

As an American modern novelist who were famous in the literary world, Hemingway was not a person who always followed the trend but a sharp observer. At the same time, he was a tragedy maestro, he paid great attention on existence, fate and end-result. The dramatis personae's tragedy of his works was an extreme limit by all means tragedy on the meaning of fearless challenge that failed. The beauty of tragedy was not produced on the destruction of life, but now this kind of value was in the impact activity. They performed for the reader about the tragedy on challenging for the limit and the death.     

Achieving Unusual States of Matter Under High Pressure

正The periodicity of the elements and the non-reactivity of the inner-shell electrons are two related principles of chemistry,rooted in the atomic shell structure.Within compounds,Group I elements,for example,invariably assume the+1 oxidation state,and their chemical properties differ completely from those of the p-block elements.These general rules govern our understanding of chemical structures and reactions.Using first principles calcula-     

Exchange-Correlation and Electronic Excitation Energies from Pairing Matrix Fluctuations

We have developed an adiabatic connection to formulate the ground-state exchange-correlation energy in terms of pairing matrix linear fluctuations.This formulation of the exchange-correlation energy opens a new channel for density functional approximations based on the many-body perturbation theory.We illustrate the potential of such approaches with an approximation based on the particle-particle Random Phase Approximation(pp-RPA).This re-     

Density Functional Theory for the Response of Periodic Systems to Electric Fields Based on the Vector Potential Approach

正The electronic and nuclear(structural/vibrational)response of 1D-3D nanoscale systems to electric fields gives rise to a host of optical,mechanical,spectral,etc.properties that are of high theoretical and applied interest.Due to the computational difficulty of treating such large systems it is convenient to model them as infinite and periodic(at least,in first approximation).The fundamental theoretical/computational problem in doing so is that     

On the Thermodynamic Limit for Responses to Static Electromagnetic Fields

For molecular systems,the quantum-mechanical treatment of their responses to static electromagnetic fields usually employs a scalar-potential treatment of the electric field and a vector-potential treatment of the magnetic field.Although the potential for each field separately is associated with the choice of an(unphysical)origin,the precise choice of the origin for the electrostatic field has little consequences for the results.This is different for the     

An affordable accurate evaluation of the binding conformations predicted by molecular docking studies in bio-system

Franck-Condon factors bridge the gap between theoretical modeling and experimental observations for molecular electronic spectroscopy and electron transfer.Under the displaced harmonic oscillator approximation,multidimensional Franck-Condon factors are decomposed into a product of many one-dimensional(1D)Franck-Condon(FC)factors,and each 1D-FC factor is associated with one Huang-Rhys factor that determines the leading contribution of     

Call for Papers

<正>"The Journal of Shanghai Normal University:Mathematics"is published by Shanghai Normal University as regular issues of The Journal of Shanghai Normal University each year from 2014 in English.The editors-in-chief of the issues are professors Yuhao Cong and Maoan Han.The Journal of Shanghai Normal University was started in 1958 with