小波分解在移动用户行为识别中的应用

针对目前行为识别通用模型对步行、上楼、下楼等易混淆行为识别准确率较低的情况,提出了一种基于小波分解的移动用户行为识别方法,从小波分解后不同频率子信号的低频近似系数中提取小波能量、小波峰个数和平均波峰幅值等特征,基于决策树分类器建立与用户无关的行为识别通用模型. 分别用典型时域特征数据集和小波特征数据集对该通用模型进行验证. 实验结果表明,采用新方法后,3种易混淆行为的平均识别准确率提高了14.82%,减少了误判.     

基于组合零样本学习的接触网吊弦线缺陷识别

目前现场接触网吊弦缺陷图像严重不足，导致模型特征学习不充分，识别准确率难以得到有效提高，为此提出基于组合零样本学习的接触网吊弦线缺陷识别方法.采用以ResNet-50作为主干网络的视觉特征提取模块提取图像视觉特征；使用预训练的Word2Vec词向量对标签组合图中的节点特征进行初始化，并通过2层图卷积网络学习标签组合图中各节点之间的依赖关系，从而优化组合标签节点的语义特征，改善最终的识别效果；将提取到的视觉特征和优化后的组合标签节点的语义特征相对齐，构建相似度函数计算图像视觉特征与组合标签语义特征之间的相似度得分，并通过交叉熵损失完成图像组合标签的预测.仿真实验结果表明：所提方法对可见类样本的类平均检测准确率为93.5%，对不可见类样本的类平均检测准确率为86.5%.     

基于视觉Transformer时空自注意力的工人行为识别

针对人机协作特殊场景中工人行为识别的问题，提出基于Transformer网络的视频人体行为识别模型，利用Transformer网络核心的自注意力机制，减少网络的结构复杂度，提升网络的性能.模型在提取图像空间特征的基础上，增加时间特征的分析，从空间和时间2个维度实现对视频数据的处理.在处理后的数据中提取分类向量传入分类模块，得到最终的识别结果.为了验证模型的有效性，分别在公开数据集UCF101和实验室采集的工人常规行为（自建）数据集上进行人体行为识别实验.实验结果显示，在UCF101上模型平均识别准确率为93.44%，在自建数据集上模型平均识别准确率为98.54%.     

基于多尺度特征融合的水果图像识别算法研究

水果图像识别是智能采摘系统中最重要的组成部分.针对现阶段水果图像识别过程中存在的漏检和误检现象,为进一步提高识别准确率,研究了基于多尺度特征融合的水果图像识别算法.首先,为避免训练过程中出现欠拟合现象,对Fruits-360中的水果图像进行数据扩充,并进一步灰度归一化处理以减少计算量.随后采用ResNet-50作为骨干网络,并在骨干网络的基础上建立多尺度采样层,使用1×1、3×3和5×5的卷积核在拓宽网络宽度的同时进行特征提取,多尺度网络层整体增加BN层,即在每个卷积层之后都增加BN层.使在ResNet-50提取的原始特征基础上获取语义信息更加丰富的特征图.最后采用梯度下降法优化网络,得到最终的识别模型.实验结果表明,所提算法识别精度高,可准确的对水果图像经识别,识别精度高达99.4％,在相同数据集的情况下,优于目前主流算法,可为水果自动采摘技术提供帮助.     

基于轻量化网络与嵌入式的分心行为协同检测系统

分心驾驶是交通事故发生的主要原因之一. 针对目前分心驾驶检测手段单一、检测种类少、检测效率低的问题,提出一种基于轻量化网络与嵌入式的分心行为协同检测系统. 首先,结合Ghost模块和通道注意力机制提出一种轻量化目标检测网络YOLO-Ghost,采用CSPGBottleck构建GhostDarknet作为主干网络,同时构建一种具有多尺度注意力机制的多特征融合模块SE-FPN来进行特征融合,根据固有检测场景进行检测头优化,以CIOU(complete-IOU)作为损失函数. 采用YOLO-Ghost识别和定位局部特征,提出APJ(anchor position judge)对手动分心行为进行判定; 协同检测方面,利用MobileNetv3与YOLO-Ghost协同进行人脸关键点回归和视线估计; 最后利用检测出的多模态信息对驾驶员当前行驶状态进行联合判定. 实验结果表明,YOLO-Ghost的准确率和检测速度优于其他主流方法. 将算法部署到嵌入式设备中,在NVIDIA Jetson TX1上实现了20FPS的实时检测性能,准确性和实时性均达到检测要求.     

基于特征融合的随机森林飞机尾流识别

为提高民航运输的高效性和安全性,利用随机森林模型,结合多普勒激光雷达技术,提出一种基于径向速度极差特征和边缘轮廓特征融合的方法,实现对飞机尾流的准确识别。将在双流机场采集的数据样本进行速度极差特征提取,同时将样本数据映射成灰度图,通过形态学梯度提取图像轮廓特征,再将二者融合,并以此构建随机森林尾流识别模型,最后进行对比实验。实验结果表明,特征融合后随机森林模型的分类准确率、精确率、召回率、F1-score分别为95.8%、87.3%、89.4%、88.4%,高于单一特征方式和决策树模型识别结果。本文提出的方法能够对具有复杂背景风场中的尾涡进行检测。     

用户无关的多分类器融合行为识别模型

为了提高行为识别模型的准确率,给出一种与用户无关的多分类器融合行为识别模型。采用决策树C4.5自顶向下构建基分类器,将基分类器对各行为的识别准确率作为权值,利用融合算法对行为识别结果进行融合处理,生成与用户无关的行为识别通用模型。采用未参与基分类器训练用户的加速度数据对该模型进行测试,对比结果表明,多分类器融合模型对步行、跑步、上楼、下楼等日常行为识别准确率均有所提高。     

基于视频序列的列车驾驶员行为自动识别算法的研究

设计开发了集视频采集、运动目标检测、行为识别和自动报警为一体的驾驶员行为识别系统．对其中运动目标检测和行为识别算法进行了重点研究,针对驾驶室内光照变化等影响因素,采用混合高斯背景模型与帧间差分法结合的改进算法,实现运动目标的检测,用星型骨架法提取行为特征,最后应用隐马尔科夫模型实现了对驾驶员行为的快速识别．     

结合全局与局部池化的深度哈希人脸识别算法

针对采用大型卷积神经网络提取高维特征进行人脸识别时占用内存空间较大以及消耗大量计算资源的问题,提出一种结合全局与局部池化的深度哈希全卷积神经网络．第一,提出一种基于全局平均池化层的全卷积网络,用以减少网络参数以及压缩模型尺寸;第二,提出一种学习不同特征的融合损失方法,将哈希量化误差损失与分类损失进行加权融合,用以学习具有多分类性质的近似哈希编码．实验表明,该方法能够在Visual Geometry Group(VGG)框架下将识别效率提高68%,且准确率略有提升;融合损失方法扩展到Face Residual Network (Face-ResNet)框架时,在保持准确率的情况下将识别效率提高了23.7%。结果表明,该方法可在保证准确率的前提下有效地从特征提取和特征降维两方面提高识别效率,同时该方法还可扩展用于其他网络．     

基于多时长特征融合的人体行为识别方法

对于视频中的人体行为识别问题,提出了多时长特征融合模块以提取多种具有不同时长的行为信息,多时长特征融合模块由多个具有不同时间维度的3D卷积核计算并联组成,并结合密集连接模块设计了一种基于多时长信息特征融合的密集连接卷积神经网络。该网络对从视频中提取的序列图像进行特征学习,有效地提取了动态行为特征,并对其进行分类。同时,提出了一种3D卷积神经网络预训练策略,实现了从2D到3D卷积神经网络的迁移学习。实验结果表明:该方法能够对视频中的人体行为进行有效地识别,在UCF101与HMDB51数据集上分类准确率分别达到87.1%与58.3%。     

Deep learning model for micro-motion classification of cone targets

To overcome the shortcomings of traditional micro-motion classification of spatial cone targets, such as manual construction, feature extraction, and lack of generality, intelligence and poor classification performance under strong noise, a new network model combining a convolutional neural network and a bidirectional long short-term memory network is proposed. The network combines the residual network, inception network and bidirectional long short-term memory network into an integrated network. By increasing the depth and width of the network to mine the abstract features of higher dimensions, the classification accuracy of the network can be improved. The reasoning ability of the bidirectional long short-term memory network can improve the fault tolerance of the network, and the advantages of time series classification and the jumping bypass branch structure of the residual network can also reduce parameter redundancy and speed up network training. Simulation results show that the network model not only achieves faster intelligent classification, but also improves the accuracy of ResNet-18 and GoogLeNet models by 5% and 4% respectively, thus verifying the validity and generalization ability of the model.     

多尺度SE-Xception服装图像分类

应用当前较新颖且分类性能靠前的卷积神经网络Xception作为基础网络结构,尝试采用多尺度的深度可分离卷积来提升模型特征信息的丰富度,在模型中嵌入SE-Net模块增强有用特征通道,减弱无用特征通道. 实验结果表明：提出的多尺度SE-Xception模型在2种噪声程度不同的服装数据集中均取得不错表现;ACS数据集的平均分类准确率为78.34%,分别高于VGG-16、ResNet-50和Xception模型8.52%、4.81%、3.69%;验证了多尺度SE-Xception模型具有更好的特征提取能力,能够提取到更多的服装信息,从而提高服装图像分类效果,一定程度上解决了特征尺度单一、信息丰富度低的问题.     

基于残差卷积与多头自注意力的CXR图像分类

为了提高新型冠状病毒肺炎（COVID-19）检测的效率和准确性,本文提出一种自动识别COVID-19胸部X射线（Chest X Ray,CXR）图像的网络模型（MHRA-RCNet）。在ResNet50的基础上,首先采用残差卷积对CXR图像中形状复杂的感染区域进行局部特征提取;其次选择在ResNet50的二、三阶段引入多头关系聚合模块,以增强对全局信息的建模能力;为了进一步将局部信息和全局信息进行融合,以提高特征的表达能力和特征之间位置的相关性,本文还在ResNet50的最后阶段引入了空洞视觉Transforme模块,有助于识别CXR图像中复杂的病变区域;最后将融合后的特征以串联方式输入全局平均池化层进行全局空间信息整合,通过多层感知机进行图像分类并进行可视化分析。在公开访问的COVID-19 Radiography Database数据集上进行图像分类,实验结果显示,MHRA-RCNet模型在多项指标上均优于其基础模型ResNet50和其他分类模型,其整体准确率、精确度、灵敏度、特异性和F1分别提高到98.12%、97.36%、96.60%、98.47%和96.98%,证明了MHRA-RCNet模型在图像分类任务上的有效性。另外,MHRA-RCNet模型对新冠肺炎识别的精确度、灵敏度和特异性分别为98.32%、97.64%和99.59%,具有较好的识别效果和分类性能。     

基于深度卷积神经网络的车型识别方法

针对现有车辆车型视觉识别技术中的检测精度不高、难以适应天气环境变化、难以从视频图像中准确提取出用于识别的车辆图像、难以对车辆车型子类进行识别分类、难以兼顾识别精度和检测效率等不足,将深度卷积神经网络引入车辆目标定位、识别和分类（子类）问题中.利用深度卷积神经网络自动完成车型的深度特征学习,在特征图上进行逻辑回归,从道路复杂背景中提取出感兴趣区域;利用softmax分类器训练特征实现车型识别;为了优化softmax在深度卷积神经网络分类过程中出现的类内间距大的问题,引入中心损失函数对softmax损失函数进行优化,提高类间分散性与类内紧密性.在BIT-Vehicle车型数据集中的实验结果显示,提出方法的平均精度为89.67%,检测和识别时间为159 ms;与传统的分类方法相比,识别精度提高约20%,效率提高10倍以上,检测鲁棒性有明显提升;与未改进前的深度卷积神经网络相比,检测精度提高0.6%,速度提高0.29倍.     

基于改进MobileNet v2的垃圾图像分类算法

针对现有的垃圾图像分类模型实时性能差和分类精度低的问题,提出基于改进MobileNet v2的垃圾图像分类方法,构建以MobileNet v2为核心的轻量级特征提取网络. 通过调整宽度因子降低模型的参数量;在模型中嵌入通道和空间注意力模块,增强网络对特征的细化能力;设计多尺度特征融合结构,增强网络对尺度的适应性;利用迁移学习的方式优化模型参数,进一步提高模型精度. 实验结果表明,算法在自建数据集上的平均准确率为94.6%,分别高于MobileNet v2、VGG16、GoogleNet、ResNet50、ResNet101模型2.0%、3.4%、3.2%、2.3%、1.2%;所提算法在2种公共图像分类数据集CIFAR-100和tiny-ImageNet中均取得不错表现;模型参数量仅为0.83 M,体积约为基础模型的2/5,在边缘设备JETSON TX2上的单次推理耗时68 ms,实现了推理速度和预测准确率的提升.     

基于迁移学习的天气图像识别

为提高天气图像识别的准确率,达到良好的天气图像分类效果,提出一种基于迁移学习的天气图像识别算法。该算法使用Xception图像分类算法实现网络架构,再基于迁移学习理论将模型和参数应用到天气图像识别中,并在同一数据集上与其他模型进行性能对比。实验结果表明,基于迁移学习的改进Xception模型有效解决了训练样本不足、准确率低的问题,在提高天气图像识别方面取得了较好的效果,实现了对阴天、雾天、雨天、沙尘天、雪天、晴天6类天气的识别,总识别准确率达到94.39%。     

基于蚁群算法的行为识别特征优选方法

为了降低特征冗余,提高移动用户行为识别的准确率,提出一种基于蚁群算法的移动用户行为识别加速度信号特征优选方法。首先对样本数据进行预处理,根据特征对不同行为的分类敏感度进行初次优选,降低特征搜索空间的维度;然后利用蚁群算法结合神经网络分类器,以特征的分类准确度为评价准则对特征集合进行了二次优选。实验结果表明,该方法优选出的特征集具有较好的识别性能。     

基于深度学习的藏文现代印刷物版面检测技术研究

针对藏文现代图书版面中的文本行分布不均匀、现代藏文字体差异较大的问题,提出了一种基于Faster R-CNN的版面文本行检测算法. 通过在整理标注的数据集上训练,用ResNet-50网络提取出藏文现代图书版面特征信息. 为了有效提高模型的泛化能力,在COCO数据集下的网络模型中进行迁移学习. 实验结果表明,该方法可对藏文现代印刷物的版面实现文本行的定位,检测准确率为83%,召回率为95%,明显提高了版面检测的精确度.     

基于NRC和多模态残差神经网络的肺部肿瘤良恶性分类

针对深度卷积神经网络训练时的网络退化、特征表达能力不强等问题,提出一种基于非负表示分类和多模态残差神经网络的肺部肿瘤(residual neural network-non negative representation classification, resnet-NRC)良恶性分类方法。使用迁移学习将预训练残差神经网络模型初始化参数;分别用CT、PET和PET/CT 3个模态的数据集训练残差神经网络,提取全连接层的特征向量;采用非负表示分类器(non-negative representation classification, NRC)对特征向量进行非负表示,求解非负系数矩阵;利用残差相似度进行肺部肿瘤良恶性分类。通过AlexNet、GoogleNet、ResNet-18/50/101模型进行对比试验,试验结果表明,ResNet-NRC分类效果优于其它模型,且特异性和灵敏度等各项评价指标也较高,该方法具有较好的鲁棒性和泛化能力。     

基于NRC和多模态残差神经网络的肺部肿瘤良恶性分类

针对深度卷积神经网络训练时的网络退化、特征表达能力不强等问题,提出一种基于非负表示分类和多模态残差神经网络的肺部肿瘤(residual neural network-non negative representation classification, resnet-NRC)良恶性分类方法。使用迁移学习将预训练残差神经网络模型初始化参数;分别用CT、PET和PET/CT 3个模态的数据集训练残差神经网络,提取全连接层的特征向量;采用非负表示分类器(non-negative representation classification, NRC)对特征向量进行非负表示,求解非负系数矩阵;利用残差相似度进行肺部肿瘤良恶性分类。通过AlexNet、GoogleNet、ResNet-18/50/101模型进行对比试验,试验结果表明,ResNet-NRC分类效果优于其它模型,且特异性和灵敏度等各项评价指标也较高,该方法具有较好的鲁棒性和泛化能力。