基于场景模态深度理解网络的单目图像深度理解

基于深度卷积神经网络的图像处理方法得到的单目深度图像质量远高于传统图像处理方法,但该方法对无用特征的训练易产生误差积累,且基于回归求解的连续深度距离预测精度较低,导致图像深度信息提取不精确、目标边缘模糊与图像细节缺失。提出一种应用于单目彩色图像的场景模态深度理解网络。建立以堆叠沙漏为主框架的网络模型,通过反复进行自下而上和自上而下的特征提取过程融合低层次纹理与高级语义特征,在每层网络训练中结合离散的深度标签和真实深度图像降低深度理解难度,插入误差修正子模块和极大似然译码优化子模块以准确提取深度特征。实验结果表明,该网络获取的深度信息更准确,其在NYUv2数据集上绝对相关误差较ACAN网络降低0.72%,在KITTI数据集上均方相关误差较GASDA网络降低41.28%,与DORN等深度网络相比,其预测的深度图像包含更多细节信息且目标轮廓更清晰。     

结合Bi-2DPCA与CNN的美式手语识别

针对现有美式手语（ASL）识别算法准确率低和模型训练时间长的问题,提出一种结合双向二维主成分分析（Bi-2DPCA）与卷积神经网络（CNN）并基于贝叶斯优化的识别算法。利用Bi-2DPCA算法对原始图像做数据降维处理,提取行、列方向的特征图,使用卷积神经网络对特征图进行训练分类,同时采用贝叶斯优化算法对模型超参数进行自动调参。在24分类ASL数据集上的实验结果表明,该算法的识别准确率达到99.15%,训练时间相比传统CNN算法减少90.3%。     

基于多尺度残差神经网络的葡萄叶片病害识别

葡萄叶片不同程度的病害具有一定的相似性,目前对于葡萄叶片病害的识别多为病害种类识别,对不同程度病害识别的研究较少,且传统识别方法对于不同程度病害识别准确率较低。提出一种基于多尺度残差神经网络（Multi-Scale ResNet）的葡萄叶片病害识别方法。对葡萄叶片病害图像进行数据增强与叶片区域标注后,使用Mask R-CNN提取葡萄叶片部位,通过引入多尺度卷积以改变ResNet底层对不同尺度特征的响应,利用加入的SENet提升网络的特征提取能力,并将图像输入Multi-Scale ResNet中进行识别。实验结果表明,该方法的平均识别准确率达到90.83%,相比ResNet18提高了2.87个百分点。     

基于统计聚类方法的儿童下肢肌电信号周期识别

为运用肌电信号分析髋脱位儿童和正常儿童的差异,提出一种基于统计的聚类方法,识别步态中下肢肌电信号的周期起始时刻。使用非参数贝叶斯模型将肌电信号序列聚类为状态序列,并通过k均值聚类算法将该状态序列标记为肌肉活跃和不活跃两种状态,将肌肉活跃状态的起始时刻作为肌电信号周期的起始位置,并且利用窗函数方法提高预测准确性。实验结果表明,该方法对于预测正常儿童周期起始位置的识别误差较小,平均值为2.15%,并且在5%的置信度水平下与SampEN、SNEO和IP等检测算法相比具有较高的预测准确率。     

结合单词-字符引导注意力网络的中文旅游文本命名实体识别

传统基于词向量表示的命名实体识别方法通常忽略了字符语义信息、字符间的位置信息,以及字符和单词间的关联关系。提出一种基于单词-字符引导注意力网络（WCGAN）的中文旅游命名实体识别方法,利用单词引导注意力网络获取单词间的序列信息和关键单词信息,采用字符引导注意力网络捕获字符语义信息和字符间的位置信息,增强单词和字符间的关联性与互补性,从而实现中文旅游文本中命名实体的识别。实验结果表明,WCGAN方法在ResumeNER和TourismNER基准数据集上的F值分别为93.491%和92.860%,相比Bi-LSTM+CRF、Char-Dense等方法识别效果更好。     

基于曲量场空间的皮带堆煤识别

为了避免煤矿井下皮带发生堆煤事故,提出将曲量场空间方法应用到煤矿皮带堆煤识别中。首先采用图像亮度信号和信息熵的分布特征检测图像内部凸凹信息,利用曲量子描绘凸凹域的梯度渐变特征,去除图像灰度信息,然后将曲量子群融合,并对曲量子空间中的边缘曲量子进行光滑衔接,组建曲量场空间,最后利用曲量场空间聚合度构建堆煤模型,计算立体模型的高度和半径,进行实时预警。该方法在强噪音、边缘模糊等因素影响条件下对堆煤具有较好的识别效果。由实验结果知,该方法对皮带堆煤识别速度为26.3帧/s,准确率为98.2%。     

近邻中心迭代策略的单标注视频行人重识别

为解决视频行人重识别数据集标注困难的问题,提出了基于单标注样本视频行人重识别的近邻中心迭代策略.该策略逐步利用伪标签视频片段迭代更新网络结构,以获得最佳的模型.针对预测无标签视频片段的伪标签准确率低的问题,提出了一种标签评估方法：每次训练后,将所选取的伪标签视频片段和有标签视频片段特征中每个类的中心点作为下一次训练中预测伪标签的度量中心点;同时提出基于交叉熵损失和在线实例匹配损失的损失控制策略,使得训练过程更加稳定,无标签数据的伪标签预测准确率更高.在MARS,DukeMTMC-VideoReID这两个大型数据集上的实验验证了该方法相比于最新的先进方法,在性能上得到非常好的提升.     

基于融合模型的人体行为识别方法

可穿戴设备的人体行为识别研究通常是提取传感器数据的特征值,然后结合分类算法识别人体行为动作。针对特征提取与分类器问题,提出一种融合模型的人体行为识别方法(HBRM)。首先将加速度传感器采集的数据转换为二维张量格式,然后结合卷积神经网络(CNN)提取张量的特征,同时考虑到人体行为动作在时间序列上前后具有较强的关联性,提出利用长短期记忆(LSTM)网络进行人体行为动作的识别。由于卷积神经网络在特征提取方面具有较好的性能,且长短期记忆模型擅长处理时间序列问题,因此将这两种模型进行融合理论上具有较好的效果。在WISDM数据集上进行实验,结果表明:该方法对六种人体行为动作的平均识别率达到了96.95%。     

基于Wi-Fi信道状态信息的行走识别与行走参数估计

行走是日常生活中最常见的行为之一,它的特征可以反映人的身份、健康等重要信息.例如,行走的速度、方向、步数、步长等细粒度的参数可以为室内追踪、步态分析、老人看护等情境感知应用提供关键信息.因此,在近几年中,利用环境中已有的Wi-Fi信号对行走进行感知受到了研究人员的广泛关注.为了利用Wi-Fi信号感知行走,当前的方法都需要进行大量的行走数据采集,通过经验观察或者离线学习,提取信号特征来识别行走以及估计行走参数.由于缺乏理论指导,所提取信号特征较为间接且往往包含与环境和感知目标相关的冗余信息,所以当环境和感知目标发生变化时,系统需要重新进行学习,使其难以被应用于无线环境易变的真实场景中.不同于以往工作,首次在不需要任何预训练的情况下,利用环境中已有的Wi-Fi信号实现了在连续活动中对行走行为的精准识别,并且能够同时精确地估计行走的速度、方向、步数、步长等多维信息,为上层情境感知应用提供关键的上下文信息.特别地,通过分析人在行走过程中产生的多普勒效应和Wi-Fi信道状态信息（channel state information）之间的关系,建立基本的多普勒速度运动模型,揭示了行走行为和信道状态信息变化之间的理论关联.同时,基于该模型,通过多重信号分离（multiple signal classification）算法从信道状态信息中提取出了与环境和感知目标均无关、仅与人运动状态相关的信号特征——多普勒速度.最后,通过深入研究多普勒速度和人的行走真实速度之间的映射关系,提出了基于多普勒速度的行走识别与细粒度的行走参数估计方法,且经过在不同环境中、由不同实验者进行的大量实验也表明了行走识别和行走参数估计方法的准确性和鲁棒性.其中,对于行走识别的准确率达到了95.5%,行走速度大小估计的相对中位误差为12.2%,方向估计的中位误差为9°,步数统计的准确率达90%,步长估计的中位误差为0.12m.     

人脸性别约束下的深度随机森林表情识别

由于人脸表情类内变化和类间干扰因素的存在,人脸表情识别仍面临着巨大挑战.提出一种基于性别条件约束随机森林的深度人脸表情识别方法,解决人脸表情识别中噪声、性别等变化和干扰问题.首先,采用深度多示例学习方法提取鲁棒性人脸特征,解决人脸光照、遮挡和低分辨率等图像变化问题;其次,采用性别条件随机森林分类方法进行人脸表情分类器设计,解决人脸性别因素干扰问题.在公开的CK+、BU-3DEF、LFW人脸表情数据库上进行广泛实验结果表明:所提出方法在3大人脸数据库上分别达到了98.83%、90%、60.58%的识别率,与先进方法相比具有更好的性能和鲁棒性.另外,与其他先进的深度学习方法(需要大量训练数据库)相比,所提出方法只需要小量训练样本就能达到较好效果.