基于改进YOLOv3的交通标志检测

针对交通标志检测小目标数量多、定位困难及检测精度低等问题,本文提出一种基于改进YOLOv3的交通标志检测算法.首先,在网络结构中引入空间金字塔池化模块对3个尺度的预测特征图进行分块池化操作,提取出相同维度的输出,解决多尺度预测中可能出现的信息丢失和尺度不统一问题;然后,加入FI模块对3个尺度特征图进行信息融合,将浅层大特征图中包含的小目标信息添加到深层小特征图中,从而提高小目标检测精度.针对交通标志数据集特点,使用基于GIoU改进的TIoU作为边界框损失函数替换MSE函数,使得边界框回归更加准确;最后,通过k-means++算法对TT100K交通标志数据集进行聚类分析,重新生成尺寸更小的候选框.实验结果表明,本文算法与原始YOLOv3算法相比mAP提升11.1%,且检测每张图片耗时仅增加6.6 ms,仍符合实时检测要求.与其他先进算法相比,本文算法具有更好的检测精度和检测速度.     

网络协议流不平衡环境下基于机器学习算法的在线流量分类方法研究

随着时间的推移,网络协议流将出现不平衡的现象,经常出现不可预知的在线流量种类,传统在线流量分类模型无法对未知的流量种类进行分类,导致整体分类精度低,适应能力差。为此提出一种新的基于机器学习算法的在线流量分类方法,针对不同类别的在线流量样本流集合筛取出若干最近邻样本流,求出各个样本流特征权重,确定各个特征与类别的相关性,将相关性大的特征当成在线流量特征。依据得到的特征选取部分标识在线流量数据,确定K中值聚类的起始中心,构造映射关系,获取未知的在线流量种类。实验结果表明,所提方法有很高的分类精度,且扩展性和适应能力较强。     

基于改进特征选择法的光纤网络流量异常监测研究

采用当前方法进行光纤网络流量异常监测过程中,特征选择法无法全面描述流量异常特征监测的不足,存在监测效果较差的问题。为此,提出一种基于改进特征选择法的异常流量监测方法。首先采用分光方式对光纤网络流量进行分析,获取光纤网络流量时间序列,并描述用于流量异常监测的多时间序列之间的相互关系,然后利用改进特征选择法对网络出口流量进行特征提取。利用聚类算法选择网络流量异常最优类数和聚类中心,来对网络流量异常现象进行过滤,从而实现网络异常流量特征抽取、特征选择改进算法和网络流量异常监测的研发,从而提高光纤网络流量异常现象监测的准确度。仿真实验结果证明,通过这种方法,能有效地对网络流量异常现象进行监测,且算法简单,能够满足网络流量异常监测的应用需求,实用价值较高。     

循环多特征信息融合法： 一种基于深度学习的车道线检测方法

车道线检测是辅助驾驶和自动驾驶的核心技术之一。为了进一步增强车道线特征的提取能力,提出一种基于深度学习的循环多特征信息融合车道线识别算法。针对模型计算效率问题,该算法将车道线检测问题视为基于行选择单元格的分类问题;针对图像中车道信息聚合问题,提出了一种新的循环多特征信息聚合(recurrent multi-feature information aggregator,RMFA)方法,并将该方法与残差神经网络(residual neural network,ResNet)相结合提出融合上下文及多通道信息的车道线识别网络ResNet-RMFA。将该网络模型在Tusimple和CULane公开数据集上进行了性能测试,实验结果表明该模型单帧图像的推理时间可达4.8 ms,在Tusimple数据集上的精确度为96.07%,在CULane数据集上的F1(IoU=0.5)评分为69.3%,达到了速度与精度的良好平衡。     

基于集成学习的P2P流量识别模型

将DTNB、OneR和BP神经网络算法集成用于P2P流量识别,构建了基于该集成学习算法的P2P流量识别模型。利用网络流量特征和机器学习中生成规则的集成分类算法将网络流量分为P2P流量和非P2P流量。所建立的P2P流量识别模型分为网络流量特征的获取、P2P流量特征选取以及建立流量分类模型三个步骤。采用十折交叉验证与测试集相结合的方法CTFCVWTS(combining T-fold cross validation with testing set)评估模型的合理性和提出方法的有效性。实验得出流量分类准确率平均为97.27%。结果表明,该模型具有较高的P2P流量识别准确率。     

轻量化自适应特征选择目标检测网络

在小目标物体检测、多类别物体检测尤其是轻量化检测模型等关键技术研究方面仍面临较大的挑战,基于此,本文提出一种轻量化自适应特征选择目标检测网络.该网络以特征金字塔为基础,提取多尺度图像特征并从空间维度上对特征图进行滤波,从通道维度上自适应地选择特征图中更重要的通道,降低多通道下噪声和干扰对目标特征的稀释作用,减少特征图在传递过程中的信息丢失.除此之外,构建深度可分离卷积的分类网络,降低后续处理的计算量,加快检测速度,实现网络的轻量化处理.在PASCAL VOC 2007数据集上的检测平均精度为77.7%,检测速度为14.3帧/s.在MS COCO数据集上的测试结果表明,该网络在精度损失小于5%的情况下,检测速度远超FPN,比Mask R-CNN可以更好地兼顾检测速度和检测精度.     

基于LightGBM的特征选择算法

为解决过滤式和基于演化学习的包裹式两类特征选择算法的缺陷,提出一种新型包裹式特征选择算法LGBFS(LightGBM feature selection).首先引入LightGBM对原始特征构建迭代提升树模型并对特征重要度进行度量;随后结合提出的LR序列前向搜索策略LRSFFS对特征进行选择;最后将所提出算法与9种对比算法在21个标准数据集上进行对比,结果显示LGBFS在21个标准数据集中的16个取得最优分类精度、18个取得最优维度缩减率和最优CPU运行时间.还进行了时间复杂度分析与显著性检验,检验表明LGBFS相较6种对比算法具有显著性差异,也说明LGBFS能够同时兼顾特征子集的计算效率和分类精度.     

改进YOLOv4的复杂交通场景目标检测方法

针对复杂交通场景下密集小目标居多、目标尺寸差异大、目标间遮挡严重的问题,提出了一种基于YOLOv4框架的复杂交通场景下的目标检测算法。首先,构造多尺度特征融合提取模块作为主干网络特征提取模块,充分提取不同尺度目标特征信息,同时引入轻量化Ghost模块对主干网络特征进行维度调整;其次,将卷积模块与自注意力机制融合,构造倒残差自注意力模块应用到主干网络深层,深层网络在充分提取局部特征信息基础上获得了全局感知;然后,构造轻量级混合注意力模块,抑制背景噪声,增强密集小目标检测能力;最后,在Udacity数据集上进行实验,检测精度达到了84.41%,相比较YOLOv4, mAP(mean average precision)提高了3.07%,对1 920×1 200分辨率图像的检测FPS(frames per second)可达到49,提高了22.5%,精度提升的前提下实现了较好的实时性,更适用于复杂交通场景下的目标检测任务。     

基于乌鸦搜索算法的新型特征选择算法

基于元启发式算法--乌鸦搜索算法（CrSA）, 提出一种改进的基于乌鸦搜索算法的特征选择算法（IFSCrSA）, 以解决目前特征选择问题中存在的不足. 通过与传统的机器学习特征选择算法和基于进化计算的特征选择算法进行比较, 结果表明, IFSCrSA能在数据集中选择辨识度较强的特征, 不仅大幅度降低了特征子集的规模, 而且提高了分类准确率.     

改进的YOLOv3交通标志识别算法

针对复杂场景下交通标志检测存在精度低、检测速度慢等问题,提出一种基于YOLOv3改进的S-YOLO(stronger-YOLO)交通标志算法。首先,合并批归一化层到卷积层,以提升模型前向推理速度;其次,采用二分K-means聚类算法,确定适合交通标志的先验框;然后引入空间金字塔池化模块,提取特征图深度特征;最后引入完整-交并比(complete-IoU,CIoU)回归损失函数,提升模型检测精度。实验结果表明,在重制的中国交通标志数据集(Chinese traffic sign dataset,CTSDB)下,所提算法与YOLOv3相比,平均准确率和检测速度分别提升了4.26%和15.19%,同时相较YOLOv4以及其他算法对交通标志识别有更优的精度和速度,具有良好的鲁棒性,满足复杂场景高效实时检测。     

复杂交通环境下二轮机动车乘员头盔检测算法

针对现有二轮机动车乘员头盔检测算法在目标密集分布、随机遮挡等情况下效果较差且难以在边缘设备上应用的问题,制作了具有针对性的数据集,对比现有模型后,以YOLOv7为参考提出一种复杂交通环境下二轮机动车乘员头盔检测算法.首先,采用EfficientNet-B3作为主干网络,可提高特征提取能力且更为轻量化;其次,将增大感受野模块(RFB)引入特征融合结构中,以增大模型感受野,提升小目标头盔检测能力;最后,在检测头嵌入SimAM机制,在不增加参数的前提下提高算法精度.结果表明：相较于YOLOv7,文中算法的准确率、召回率和平均准确率分别提高了2.84%,2.26%和3.26%,参数量和运算量分别为YOLOv7的33.1%,23.5%,可实现当前主流模型算法的最佳检测性能和效率;在NVIDIA Jetson Nano开发板上的处理速度达到47.58 F·s^-1,可满足边缘设备部署需求.     

基于遗传算法和互信息公式结合的特征选择

提出了一种由遗传算法和改进互信息公式相结合的特征选择方法．将遗传算法中的特征评价函数换为改进互信息公式来对特征进行选择,结合了过滤式和封装式这2种特征选择方法的优点．实验部分采用另外2种特征选择算法与本文所提方法分别进行特征选择,将这3种方法所得到的特征子集用于概率神经网络、BP神经网络分类器上,通过比较对应的分类精度,检验各种特征选择方法的效果. 实验结果显示,所提出的特征选择方法能更为有效的实现特征选择,所取得的特征子集具有更好的泛化特性.     

基于乌鸦搜索算法的新型特征选择算法

基于元启发式算法--乌鸦搜索算法（CrSA）, 提出一种改进的基于乌鸦搜索算法的特征选择算法（IFSCrSA）, 以解决目前特征选择问题中存在的不足. 通过与传统的机器学习特征选择算法和基于进化计算的特征选择算法进行比较, 结果表明, IFSCrSA能在数据集中选择辨识度较强的特征, 不仅大幅度降低了特征子集的规模, 而且提高了分类准确率.     

Transportation Mode Identification with GPS Trajectory Data and GIS Information

Global Positioning System(GPS) trajectory data can be used to infer transportation modes at certain times and locations. Such data have important applications in many transportation research fields, for instance,to detect the movement mode of travelers, calculate traffic flow in an area, and predict the traffic flow at a certain time in the future. In this paper, we propose a novel method to infer transportation modes from GPS trajectory data and Geographic Information System(GIS) information. This method is based on feature extraction and machine learning classification algorithms. While using GIS information to improve inference accuracy, we ensure that the algorithm is simple and easy to use on mobile devices. Applied to GeoLife GPS trajectory dataset, our method achieves 91.1% accuracy while inferring transportation modes, such as walking, bike, bus, car, and subway, with random forest classification algorithm. GIS features in our method improved the overall accuracy by 2.5% while raising the recall of the bus and subway transportation mode categories by 3.4% and 18.5%. We believe that many algorithms used in detecting the transportation modes from GPS trajectory data that do not utilize GIS information can improve their inference accuracy by using our GIS features, with a slight increase in the consumption of data storage and computing resources.     

基于改进蚁群算法与遗传算法组合的网络入侵检测

为提高网络入侵检测的检测效果,提出一种基于改进蚁群算法与遗传算法组合的网络入侵检测方法.该方法采用遗传算法(genetic algorithm,GA)对网络入侵的特征集进行快速选取,为后续特征提取打下基础;对传统蚁群算法(ant colony optimization,ACO)的节点选择策略和信息素更新策略进行改进,提出一种改进的蚁群算法,提高对最优特征的选择效果,采用改进的蚁群算法对特征进一步选择;采用支持向量机(support vector machine,SVM)统计机器学习方法建立各类网络入侵的检测分类器.仿真实验结果表明,新的网络入侵检测方法综合GA和改进蚁群算法的优势,能够获得更好的入侵特征,从检测正确率、误报率和漏报率3个方面综合比较,新的网络入侵检测方法具有更好的网络入侵检测效果,且提高了检测速率.     

基于深度森林算法的分布式WSN入侵检测模型

针对现有的特征选择算法和分类算法在无线传感器网络(WSN)入侵检测系统中检测性能表现不佳、检测实时性差、模型复杂度高等问题,提出一种基于随机森林和深度森林算法的分布式WSN入侵检测模型.该模型首先对传感器节点流量数据进行预处理;然后将轻量级随机森林分类器部署到传感器节点和簇头节点,传感器节点和簇头节点合作对流量数据进行处理,并在基站上采用深度森林算法从大量流量数据中发现攻击行为;最后对WSN中的入侵行为进行实时分类入侵检测.使用无线传感器数据集WSN-DS和NSL-KDD数据集来评估所提出的模型性能.实验结果表明,该模型与现有的入侵检测模型相比,具有良好的检测性能,实时性较高,可避免模型过度拟合.     

基于SVM的木马流量特征检测方法

针对木马能以隐蔽的方式盗取用户敏感信息、文件资源或远程监控用户行为,对网络安全构成极大威胁,提出一种基于流量特征的木马检测方法,通过统计分析服务器端口有序性、服务器使用客户端端口号、客户端发包数、服务器端发包数等特征,使用支持向量机(support vector machine,SVM)算法进行分类训练并建立基于流量的木马监测模型;基于流量特征的普遍性和通用性,该方法对于未知木马也比较有效.仿真测试结果表明,所提出方法具备对常见木马或未知木马的良好检测能力,实验条件下盲检测准确率可达96.61%.     

一种用于电力线通信系统的改进MIMO检测算法

目前多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)技术已经被电力线通信(power line communication,PLC)系统采用,但由于MIMO PLC系统噪声呈非高斯分布而且各端口噪声之间存在相关性,故不能直接采用无线系统中的MIMO检测算法。采用了二元Middleton class A分布对MIMO PLC系统中噪声进行建模,提出了基于该噪声分布的最大似然检测改进算法,由于改进最大似然检测算法实现复杂度高,为了便于实现,进一步提出了用近似函数降低复杂度的2种次优的检测算法,优化了算法复杂度。仿真结果表明,与传统的基于高斯噪声分布的最大似然检测算法相比,提出的基于二元Middleton class A类噪声分布的信号检测算法在MIMO PLC系统能获得更好的性能。在性能损失较小的情况下,次优算法的复杂度明显低于最大似然检测改进算法。     

基于熵权法的过滤式特征选择算法

互信息过滤式特征选择算法往往仅局限于互信息这一度量标准.为规避采取单一的互信息标准的局限性,在互信息的基础上引入基于距离度量的算法RReliefF,从而得出更好的过滤式准则.将RReliefF用于分类任务,度量特征与标签的相关性;应用最大互信息系数(maximal information coefficient,MIC)度量特征与特征之间的冗余性、特征与标签的相关性;最后,应用熵权法为MIC和RReliefF进行客观赋权,提出了基于熵权法的过滤式特征选择算法(filtering feature selection algorithm based on entropy weight method, FFSBEWM).在13个数据集上进行对比实验,结果表明,FFSBEWM所选择的特征子集的平均分类准确率和最高分类准确率均优于其他对比算法.     

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。