基于深度卷积神经网络的航空器检测与识别

针对军用机场大尺寸卫星图像中航空器检测识别的具体应用场景,建立了一套实时目标检测识别框架,将深度卷积神经网络应用到大尺寸图像中的航空器目标检测与识别任务中。首先,将目标检测的任务看成空间上独立的bounding-box的回归问题,用一个24层卷积神经网络模型来完成bounding-box的预测;然后,利用图像分类网络来完成目标切片的分类任务。大尺寸图像上的传统目标检测识别算法通常在时间效率上很难突破,而基于卷积神经网络的航空器目标检测识别算法充分利用了计算硬件的优势,大大缩短了任务耗时。在符合应用场景的自采数据集上进行测试,所提算法目标检测实时性达到平均每张5.765 s,在召回率65.1%的工作点上达到了79.2%的精确率,分类网络的实时性达到平均每张0.972 s,Top-1错误率为13%。所提框架在军用机场大尺寸卫星图像中航空器检测识别的具体应用问题上提出了新的解决思路,同时保证了实时性和算法精度。     

复杂背景下基于深度学习的手势识别

在人机交互领域,针对复杂背景下手势识别率低、算法鲁棒性差的问题,基于深度学习提出一种手势识别算法HGDR-Net(hand gesture detection and recognition network).该算法由手势检测和识别2部分构成.在手势检测阶段,为解决复杂背景下手势区域提取困难的问题,基于改进的YOLO(you only look once)算法进行手势检测.改进的YOLO算法结合了手势检测的特点,解决了原始YOLO对小物体检测效果差、定位准确度不高的问题.在识别阶段,利用卷积神经网络(CNN)进行识别,并针对手势区域的尺寸多样性引入了空间金字塔池化(SPP)来解决CNN的多尺度输入问题.最后在训练过程中联合线下和实时2种数据增强方法避免过拟合问题,提升HGDR-Net的泛化能力.在NUS-II和Marcel两个复杂背景的公共数据集上进行了验证实验,识别率分别达到98.65%和99.59%.结果表明本文算法能准确地从各种复杂背景中识别手势,相比于基于人工提取特征的传统算法和其他基于CNN的算法具有更高的识别准确率和更强的鲁棒性.     

面向不平衡数据集的应用系统识别方法

针对油田局域网络环境中,传统基于流量的分析方法无法实现应用系统的有效识别问题,本文设计一种面向不平衡数据集的应用系统识别框架WEBCLA,该框架采用基于基尼增益的SMOTE改进算法（GSMOTE）与XGBoost分类算法相结合的方式对基于网页的应用系统进行有效识别。具体地,本文提出的GSMOTE算法对少数类进行过采样,有效缓解识别样本不平衡问题,并结合XGBoost分类算法进行应用系统的识别。通过在真实数据集上进行实验,结果表明,本文提出的方法在召回率上较传统方法有较明显的提升,比普通集成方法提高约112.8%,比未经过采样处理的方法提升约10.8%,可有效解决油田局域网中的应用系统识别问题。     

一种基于多级检测的军装图片识别算法研究

为了在互联网上对军装图片进行过滤,我们设计了一种基于多级检测的军装图片识别框架,并在该框架下对其中的关键技术进行了深入的分析,就人脸快速检测技术、颜色纹理处理、区域形态学处理、基于支持向量机分类识别领花物件等进行了研究。实验表明,该算法在检测效率和精度方面能够满足实际应用的需要,可高效地对网络上传的军装图片进行高速过滤,该算法还可以解决其它类似的服装检测的问题。     

基于深度级联模型工业安全帽检测算法

在工业生产中,安全帽对人体头部提供了较好的安全保障。在现场环境中,检验施工人员是否佩戴安全帽主要依靠人工检查,因而效率非常低。为了解决施工现场安全帽检测识别难题,提出一种基于深度级联网络模型的安全帽检测方法。首先通过You Only Look Once version 4 (YOLOv4)检测网络对施工人员进行检测;然后运用注意力机制残差分类网络对人员ROI区域进行分类判断,识别其是否佩戴安全帽。该方法在Ubuntu18.04系统和Pytorch深度学习框架的实验环境中进行,在自主制作工业场景安全帽数据集中进行训练和测试实验。实验结果表明,基于深度级联网络的安全帽识别模型与YOLOv4算法相比,准确率提高了2个百分点,有效提升施工人员安全帽检测效果。     

基于深度卷积神经网络的两阶段肺结节检测

针对传统肺结节检测中存在灵敏度低、假阳性高、小结节难检测的问题,提出一种基于深度卷积神经网络的两阶段肺结节检测框架.第一阶段使用特征金字塔子网提取肺部影像的多层次特征,引入多尺度区域建议子网用于在高灵敏度下检测出所有的候选结节;第二阶段设计级联卷积神经网络模型减少假阳性,通过保留分类错误样本用于重新训练模型,将多个模型结果进行投票选出最终分类结果.LUNA16数据集上的实验结果表明,所提框架灵敏度达到95.9％,检测效果优于其它算法,能够有效实现肺结节的准确检测.     

多层分类器模型的相似人体活动识别

针对基于单传感器活动识别中相似活动易混淆的问题,本文提出了一种基于广义判别分析的多层分类器融合的相似人体活动识别算法.首先提取基于单加速度计的多类活动数据的时域特征、频域特征以及时频特征,对不同特征进行特征分析与重要性评估以确定有效的特征维度.使用随机森林(RF,Random forest)算法对活动特征进行第1层分类,然后根据分类混淆矩阵分析相似活动,由广义判别分析算法提取相似人体活动的映射特征,使用支持向量机(SVM,Support vector machine)算法对相似活动进行第2层分类,最后将相似活动的双层分类器识别概率加权融合得到最终识别结果.为了验证该识别算法,在公开的数据集SCUT-NAA上执行,识别算法对相似活动识别的正确率达到97.2%,提高了基于该数据集研究的正确率.     

基于自适应注意力机制的YOLOv4无人超市商品检测

针对无人超市智能结算任务中商品检测实时性不高、堆叠商品检测效果差、相似商品难分类的问题,提出一种基于YOLOv4改进的商品识别算法。使用轻量级网络MobileNetv2进行特征提取加快检测速度;在MobileNetv2的倒残差结构中引入通道注意力和空间注意力放大局部特征权重,从而加强对堆叠商品的检测能力;在损失函数中使用焦点损失(Focal loss)解决类间差异小的难分类问题。实验结果表明,该方法在自建商品数据集Goods上准确率达到了80.3%,检测速度达到73帧/s,优于YOLOv4算法。     

一种改进YOLOv4的交通标志识别算法

针对现存交通标志识别模型参数量过大、检测速度慢和检测精度较低的问题,本文提出一种改进YOLOv4-tiny的交通标志识别算法.该算法将深度可分离卷积应用到YOLOv4-tiny的特征提取网络中,显著降低了主干网络的参数量和计算量.在特征融合阶段,将特征提取网络得到的不同层次特征图输入双向特征金字塔网络结构(BiFPN)中进行多尺度特征融合.最后,在损失函数设计过程中,使用Focal损失函数代替二分交叉熵损失函数,使检测过程中的正负样本数量不均衡问题得以解决.在TT100K数据集上的测试结果表明,该算法的平均精度均值达到87.5%,相比于YOLOv4-tiny提升了3.9%,模型大小为14MB,仅为YOLOv4-tiny的58%.该算法一定程度上减少了计算量和模型大小,并带来了检测速度和精度的提升.     

融合社交网络信息的协同过滤推荐算法*

在推荐系统中,协同过滤推荐算法往往面临数据集的高度稀疏性和推荐精度有限的问题.为了解决上述问题,在基于物品的协同过滤推荐框架下,分别在物品相似度的计算和用户对物品的评分预测阶段,利用社交网络中朋友关系信息选择性地填充评分矩阵中的缺失值,最大化利用评分矩阵中的已有信息,提出融合社交网络信息的协同过滤推荐算法.最后,在Epinions数据集上的实验表明,文中算法在一定程度上缓解数据稀疏性问题,同时在评分误差和分类准确率两个指标上优于其它协同过滤算法.