基于机器视觉及深度学习的静脉药物调配机器人药瓶识别北大核心

静脉药物调配机器人需要对数百种不同类型的药物进行调配,不同药物药瓶类型的识别、测量是精准调配的关键。对静脉药物调配机器人在药瓶类型分类、药瓶关键尺寸测量等不同任务要求情况下,运用基于机器视觉方法和深度学习框架YOLOv5s,实现了一种高效稳定的识别测量方法。结合机器视觉方法的测量准确性,深度学习方法对背景、光源的不敏感性,实现配药过程中不同环节药瓶的准确识别、测量。并通过实验定量地检测背景、环境光源对于识别结果的影响。     

基于节点选择优化的DAG-SVM多类别分类

有向无环图支持向量机( DAG-SVM)对于N类别分类问题,会构造N ×( N-1)/2个支持向量机分类器(为每2个类构造一个支持向量机),DAG-SVM可能出现由于节点选择不佳而导致整个分类器分类结果较差的情况。为此,提出一种改进的DAG-SVM。通过为每一层建立备选节点集合进行节点选择,选取下层备选节点集合中训练分类精度最高的一个节点组合作为当前层节点的下层节点,从而优化DAG-SVM的拓扑结构。实验结果表明,与已有的DAG-SVM,1-vs-1 SVM,1-vs-a SVM方法相比,该方法的分类精度较高。     

基于生理振动分析的手机用户身份识别

为保护手机用户的个人信息,对用户进行身份识别认证,提出一种生物识别方法。利用智能手机内置的传感器,采集人体的生理振动信息;通过对采集数据进行去重力等预处理,提取均值、方差、能量、峰度、偏度等特征指标,利用z‐score方法进行标准化处理;进行分类器设计,得出分类器的查准率、误检率等评价指标。分析60组不同用户的生理振动数据,分析结果表明,该分类器的查准率最高可达98?33％。     

一种大数据环境中分布式辅助关联分类算法

在很多现实的分类应用中,新数据的类标需要由领域专家最终确定,而分类器的分类结果仅起辅助作用.另外,随着大数据所隐含价值越发被人们重视,分类器的训练会从面向单一数据集逐渐过渡到面向分布式空间数据集,大数据环境下辅助分类也将成为未来分类应用的重要分支.然而,现有的分类研究缺乏对此类应用的关注.大数据环境中的辅助分类面临以下3个问题:1) 训练集是分布式大数据集;2) 在空间上,训练集所包含的各局部数据源的类别分布不尽相同;3) 在时间上,训练集是动态变化的,会发生类别迁移现象.在考虑以上问题的基础上,提出一种大数据环境中分布式辅助关联分类方法.该方法首先给出一种大数据环境中分布式关联分类器构建算法,在该算法中,通过横向加权考虑分类数据集在空间上的类别分布差异,并给出"前件空间支持度-相关系数"的度量框架,改进关联分类算法面对不平衡数据的性能缺陷;然后,给出一种基于适应因子的辅助关联分类器动态调整方法,能够在分类器应用过程中充分利用领域专家实时反馈的结果对分类器进行动态调整,以提升其面向动态数据集的分类性能,减缓分类器的退化和重新训练的频率.实验结果表明,该方法能够面向分布式数据集较快地训练出有较高分类准确率的关联分类器,并在数据集不断扩充变化时提升分类性能,是一种有效的大数据环境中辅助分类应用方法.     

一种用于软测量建模的增量学习集成算法

针对软测量模型在实际应用中遇到的问题, 结合AdaBoost 集成学习思想, 提出适用于软测量回归的集成学习算法, 以提高传统软测量模型的精度. 为了克服模型更新技术对软测量实际应用的制约, 将增量学习机制加入软测量集成建模中, 使软测量模型具有在线实时更新的增量学习能力. 对浆纱过程使用新方法建立上浆率软测量模型, 并使用实际生产数据对模型进行检验, 检验结果表明, 该模型具有很好的预测精度, 并能够较好地实现在线更新.

     

基于条件互信息和概率突跳机制的贝叶斯网络结构学习算法

贝叶斯网络分类器的精确构造是NP难问题,使用K2算法可以有效地缩减搜索空间,提高学习效率。然而K2算法需要初始的节点次序作为输入,这在缺少先验信息的情况下很难确定;另一方面,K2算法采用贪婪的搜索策略,容易陷入局部最优解。提出了一种基于条件互信息和概率突跳机制的贝叶斯网络结构学习算法(CMI-PK2算法),该算法首先利用条件互信息生成有效的节点次序作为K2算法的输入,然后利用概率突跳机制改进K2算法的搜索过程来提高算法的全局寻优能力,学习较为理想的网络结构。在两个基准网络Asia和Alarm上进行了实验验证,结果表明CMI-PK2算法具有更高的分类精度和数据拟合程度。     

一种针对LSB匹配隐写的负载定位新算法

针对最不重要比特位(Least significant bit, LSB)匹配隐写算法,本文提出了一种新的负载定位算法。将隐写负载定位看作二分类问题,将载密图像每个像素位置看作待分类样本,通过提取载密图像集中每个像素位置在8个方向上的相邻像素差分平方均值特征,利用支持向量机(Support vector machine,SVM)分类器,将每个像素位置划分到正确的类别——负载位置或非负载位置。本文从理论和实验两方面验证了所提分类特征的有效性。针对LSB匹配隐写,本文方法与最大后验概率(Maximum a posteriori, MAP)载体估计方法做出比较,在低嵌入率条件下,本文方法的定位性能有明显提高。     

结合通道共生和选择集成的彩色图像隐写分析

目的 为了有效对抗针对彩色图像的隐写方案,提出一种新的基于RGB格式的彩色图像隐写分析方法.方法 该方法中的特征包括通道内特征和通道间特征,首先从通道内差分平面上提取共生矩阵特征构成通道内特征集合,通道内特征可以有效捕捉到每一个颜色通道内差分系数之间的相关性;然后对通道与通道相互之间的二次差分平面上提取共生矩阵特征构成通道间特征集合,通道间特征可以捕捉到两两通道之间的相关性.在分类阶段利用遗传算法对多个子分类器进行权值优化,选择权值最优的若干个子分类器,通过众数投票进行集成判决,最终获得最佳的检测性能.结果 针对误检率,提出的通道共生特征比SPAM特征要降低4%~5%,而选择性集成分类器要比完全集成分类器要降低1%~2%.结论 该方法具有较低的时间复杂度,适合小嵌入率的RGB格式彩色图像,在整体性能上优于已有的隐写分析方法.     

结合图元与感知哈希的手写输入简笔画识别

目的 为了克服手写输入中随意性强和自由度大的缺陷,同时兼顾简笔画的整体属性和局部特征,提出一种基于图元识别与感知哈希技术相结合的手写输入简笔画二级识别算法。方法 首先提取笔画的几何特征、笔序特征及结构特征且进行识别,然后查找由图元信息、笔画结构信息和笔序信息构成的简笔画语义库,完成由规则的几何图元构成的简笔画识别;若未被识别,则生成简笔画图像,利用感知哈希技术完成简笔画图像的识别。结果 基于本文提出的简笔画识别方法,实现了对样本库中150种简笔画对象的识别,平均识别率为82.6%。结论 实验结果表明,对于不同用户手写输入的任意样本库中的简笔画,该方法具有较高的识别率,此外,还可以通过在简笔画语义库和样本库中增加简笔画的种类等方式实现对更多种类简笔画的扩展识别。     

人脸检测的继承式集成学习方法

基于"遗传+变异"模式,提出继承式集成学习方法框架,它可以训练出四种不同形式的层叠分类器。除了基于"无遗传"模式的基本层叠分类器与基于"全部遗传"模式的嵌入式层叠分类器两种传统方法之外,还有基于"部分遗传+部分变异"模式的特征继承层叠分类器与弱分类器继承层叠分类器。虽然后两种层叠分类器都有一定的继承代价,但是其拟合性更好,可以更好地均衡收敛速度和扩展性能,其综合性能优于传统方法。基于RAB、GAB算法与LUT弱分类器的正面直立人脸检测实验结果表明了新的继承式集成学习方法的有效性。