WavNet — Visual saliency detection using Discrete Wavelet Convolutional Neural Network

In the recent advancements in image and video analysis, the detection of salient regions in the image becomes the initial step. This plays a crucial role in deciding the performance of such algorithms. In this work, a Multi-Resolution Feature Extraction (MRFE) technique that makes use of Discrete Wavelet Convolutional Neural Network (DWCNN) for generating features is employed. An Enhanced Feature Extraction (EFE) module extracts additional features from the high level features of the DWCNN, which are used to frame both channel as well as spatial attention models for yielding contextual attention maps. A new hybrid loss function is also proposed, which is a combination of Balanced Cross Entropy (BCE) loss and Edge based Structural Similarity (ESSIM) loss that effectively identifies and segments the salient regions with clear boundaries. The method is tested exhaustively with five different benchmark datasets and is proved superior to the existing state-of-the-art methods with a minimum Mean Absolute error (MAE) of 0.03 and F-measure of 0.956.     

基于VMD和改进TCN的短期光伏发电功率预测

光伏发电功率存在波动性,且光伏出力易受各种气象特征影响,传统TCN网络容易过度强化空间特性而弱化个体特性。针对上述问题,文中提出一种基于VMD和改进TCN的短期光伏发电功率预测模型。通过VMD将原始光伏发电功率时间序列分解为若干不同频率的模态分量,将各个模态分量以及相对应的气象数据输入至改进TCN网络进行建模学习。利用中心频率法确定VMD的最优分解模态分解个数。在传统TCN预测模型的基础上,使用DropBlock正则化取代Dropout正则化以达到抑制卷积层中信息协同的效果,并引入注意力机制自主挖掘并突出关键气象输入特征的影响,量化各气象因素对光伏发电的影响,从而提高预测精度。以江苏省某光伏电站真实数据为例进行仿真实验,结果表明所提预测方法的RMSE为0.62 MW,MAPE为2.03%。     

基于卷积神经网络的5G蜂窝网络无线定位方法

5G蜂窝网络发展迅猛，其覆盖面积将逐渐增大，因此使用5G蜂窝网络进行定位是有研究潜力的研究方向。本文提出一种新的深度学习技术来实现高效、高精度和低占用的定位，以代替传统指纹定位过程中繁重的指纹库生成以及距离计算。该方法建立了一个特殊的卷积神经网络，并根据5G天线信号的接收信号强度指示、相位和到达角等特征量，选择合适的输入数据格式构造样本组建训练集，对该卷积神经网络进行训练。训练得到的卷积神经网络可以替代指纹定位中的庞大指纹库，非常有利于直接在5G移动设备端实现定位。虽然卷积神经网络在训练过程中需要大量时间，但在训练完毕后直接进行分类定位的速度非常快，可以保障定位实现的实时性。本文所实现的卷积神经网络权重与偏置所占内存不到0.5 MB，且能够在实际应用环境中以95%的定位准确率以及0.1 m的平均定位精度实现高精度定位。     

基于阶段注意力机制的电力线提取算法

电力系统维护是电力系统稳定运行的重要保障，应用智能算法的无人机电力巡检则为电力系统维护提供便捷。电力线提取是自主电力巡检以及保障飞行器低空飞行安全的关键技术，结合深度学习理论进行电力线提取是电力巡检的重要突破点。本文将深度学习方法用于电力线提取任务，结合电力线图像特点嵌入改进的图像输入策略和注意力模块，提出一种基于阶段注意力机制的电力线提取模型（SA-Unet）。本文提出的SA-Unet模型编码阶段采用阶段输入融合策略（Stage input fusion strategy， SIFS），充分利用图像的多尺度信息减少空间位置信息丢失。解码阶段通过嵌入阶段注意力模块（Stage attention module，SAM）聚焦电力线特征，从大量信息中快速筛选出高价值信息。实验结果表明，该方法在复杂背景的多场景中具有良好的性能。     

基于张量分解融合RGB-D图像的物体识别

为了充分利用RGB-D图像的深度图像信息，提出了基于张量分解的物体识别方法。首先将RGB-D图像构造成一个四阶张量，然后将该四阶张量分解为一个核心张量和四个因子矩阵，再利用相应的因子矩阵将原张量进行投影，获得融合后的RGB-D数据，最后输入到卷积神经网络中进行识别。RGB-D数据集中三组相似物体的识别结果表明，利用张量分解融合RGB-D图像的物体识别准确率高于未采用张量分解的物体识别准确率，并且单一错分实例的准确率最高可提升99%。     

卷积神经网络用于关节角度识别与姿势评估

为了快速准确地输出各种工作姿势风险评估结果，提出采用Kinect v2与卷积神经网络识别人体各关节角度，并输出标准姿势风险的评估得分。首先使用亚像素角点提取的棋盘标定算法标定Kinect两个摄像头，其次使用改进后的双边滤波对深度图像去噪，使用卷积神经网络识别人体关节二维位置，结合深度信息获取实际三维坐标并计算人体关节角度，最后输出姿势风险评估得分。通过两种实验分别验证了提出的Kinect角度识别与姿势评估的准确性，表明该方法关节角度识别与姿势风险评估的准确率均较高，是一种低成本、高可靠性的姿势评价方法，具有一定的科学意义和工程应用价值。     

Cloud resource prediction model based on triple exponential smoothing method and temporal convolutional network

The container cloud represented by Docker and Kubernetes has the advantages of less additional resource overhead and shorter start-up and destruction time.However there are still resource management issues such as over-supply and under-supply.In order to allow the Kubernetes cluster to respond “in advance” to the resource usage of the applications deployed on it,and then to schedule and allocate resources in a timely,accurate and dynamic manner based on the predicted value,a cloud resource prediction model based on triple exponential smoothing method and temporal convolutional network was proposed,based on historical data to predict future demand for resources.To find the optimal combination of parameters,the parameters were optimized using TPOT thought.Experiments on the CPU and memory of the Google dataset show that the model has better prediction performance than other models.     

基于卷积神经网络的食品图像识别

目的 探究一种基于Inception_V3-CNN模型的食品图像识别和分类方法。方法 选取包含20类食品和19609张的食品图像建立数据集Food-101, 通过卷积神经网络(convolutional neural networks, CNN)提取图像候选区域的视觉特征, 并自动进行分类, 使其具有较高的识别率; 此外, 采集来自kaggle库中已标注的食品图像集做预测对比实验, 以保证Inception_V3-CNN模型检测的准确度。结果 该方法能够去除背景噪音, 且仅需部分提取视觉特征, 可以有效解决网络食品图像的分类问题, 与多视图支持向量机(support vector machine, SVM)+方向梯度直方图(histogram of oriented gradients, HOG)和传统CNN方法相比, 在测试时间相近、设备计算能力相同的条件下, 该方法识别率更高, 迭代次数为15000次时, Loss值降至4.92, 准确率可达93.89%。结论 此方法可以快速识别食品图像, 在实际网络图片中能有较好的可移植性。将算法移植到移动设备中实现APP的模块化操作也将成为后续工作探索的重点方向。     

光伏用电致发光缺陷检测仪空间分辨率的量化评估

针对光伏用电致发光缺陷检测仪空间分辨率目视判定重复性、准确性差,并且难以量化等问题,提出一套基于卷积神经网络模型的空间分辨率量化评估方法。参照相关标准JJF(闽)1088-2018,采取不同的拍摄条件拍摄并切割出空间分辨率线对图像,对图像进行人工分类。设计卷积神经网络结构,采用卷积层、池化层和全连接层结构,并使用已分类完成的空间分辨率线对图像对模型进行训练。最终使用测试集对模型进行评估,结果表明,模型在测试集上的判别正确率达到99.2%。该方法满足使用要求,可取代目视判别,提高了光伏用电致发光缺陷检测仪空间分辨率判定的准确性与重复性,并为其量化提出了新的解决思路。由于太阳电池片用光致发光缺陷检测仪与光伏用电致发光缺陷检测仪的成像方式类似,该方法可兼容太阳电池片光致发光检测仪的性能评估。     

基于深度卷积神经网络的视觉里程计研究

视觉里程计利用视频信息来估计相机运动的位姿参数，实现对智能体的定位。传统视觉里程计方法需要特征提取、特征匹配/跟踪、外点剔除、运动估计、优化等流程，解算非常复杂，因此，提出了基于卷积神经网络的方法来实现端对端的单目视觉里程计。借助卷积神经网络对彩色图片自动学习提取图像帧间变化的全局特征，将用于分类的卷积神经网络转化为帧间时序特征网络，通过三层全连接层输出相机的帧间相对位姿参数。在KITTI数据集上的实验结果表明，提出的Deep-CNN-VO模型可以较准确地估计车辆的运动轨迹，证明了方法的可行性。在简化了复杂模型的基础上，与传统的视觉里程计系统相比，该模型的精度也有所提高。