基于LSTM与多特征融合的高铁无线信道场景识别

为满足5G移动通信系统中用户通信业务质量的需求,提出了 一种基于长短时记忆(long short term memory,LSTM)与多特征融合的识别方法准确识别高铁无线信道场景,该方法能够与智能决策系统相结合,提高通信系统的整体性能.首先,对不同信道场景的特点及信道特征参数进行阐述,并对整体数据集进行训练集与测试集的...     

基于面部深度空时特征的抑郁症识别算法

针对提取抑郁症患者人脸图像判别性特征困难的问题,提出基于残差注意力网络和金字塔扩大卷积长短时记忆(Convolutional Long Short-Term Memory,ConvLSTM)网络提取人脸图像空时特征的抑郁症识别算法。首先构建残差注意力网络提取人脸图像不同权值的空间特征,其次基于ConvLSTM网络加入金字塔扩大策略对所得空间特征提取不同尺度的时间特征,最后将空时特征输入DNN网络实现抑郁量表得分的回归分析。在AVEC 2013和AVEC 2014的测试集上进行验证,结果显示在两个数据集上,所提算法抑郁程度预测值与真实值之间的MAE值和RMSE值均优于基于手工特征的方法和基于手工特征+深度特征的方法。以深度特征方面的双流CNN算法的对比为例,在AVEC 2013数据集上,MAE值的识别精度提高了10%,RMSE值的识别精度提高了9%,在AVEC 2014数据集上,MAE值识别精度提高了13%,RMSE值的识别精度提高了7%。可见,该算法能有效提高抑郁症的识别精度。     

认知无线电中基于LSTM网络的MAC协议识别

认知无线电是缓解频谱资源短缺的关键技术之一。媒体访问控制（Medium Access Control,MAC）协议识别对于扩展认知无线电的应用有着重要的实用价值。传统的MAC协议识别技术准确率不高,同时依赖手动特征提取。为了克服这些问题,本文引入深度学习思想,提出了基于长短期记忆（Long Short-term Memory,LSTM）网络的MAC协议识别方法。该方法充分考虑接收信号的时域相关性,利用LSTM网络构造分类器,实现了四种常见MAC协议的识别。实验结果表明,与传统的机器学习算法相比,本文方法能够在较少人工干预的条件下达到更高的识别精度,具有很好的应用前景。      

基于深度学习的全球电离层TEC预测

电离层总电子含量(total electron content,TEC)是卫星时代以来最重要的电离层参数,具有重要的理论意义和应用价值.文中提出了一种基于深度学习方法的全球电离层TEC预测模型,采用编码器-解码器结构配合卷积优化的长短时记忆(long short-term memory,LSTM)网络来实现全球TEC的...     

基于多尺度卷积特征融合的癫痫脑电信号识别

脑电信号(electroencephalography,EEG)已成为医生诊断神经系统疾病最 广泛使用的工具,实现癫痫EEG的自动识别对 于癫痫患者的临床诊断和治疗具有重要意义。为了提高癫痫EEG的识别精度,提出了一 种基于多尺 度卷积特征融合的癫痫EEG自动识别模型。首先采用多尺度卷积特征融合方法提取多粒 度数据特征, 实现卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)中不同层次的信息互补;然后经过长短期记忆网络(long short-term memory network,LSTM)提取时间 特征,利用 softmax分类器给出最终的识别结果。为了评估提出方法的识别性能,在波恩大学癫痫病研 究中心数据集 中进行实验,并与CNN-LSTM模型、单一的LSTM等模型的识别性能进行了比较,实验结果表 明,提出 方法的识别精度明显高于其余方法, 平均可达到99.19%。该模型能够 有效识别癫痫EEG类别,具有较高的识别性能和临床应用潜力。     

融合LSTM的深度强化学习视觉导航

针对目标驱动的视觉导航系统中由于导航的场景变化而导致智能体导航性能大大减弱的问题,提出了一种基于长短时记忆网络(Long Short-Term Memory, LSTM)的深度强化学习(Deep Reinforcement Learning, DRL)视觉导航模型。该模型通过输入当前状态和目标状态的RGB图像来实现视觉导航,在改进原有目标驱动视觉导航模型的基础上,基于历史状态信息,结合LSTM和通用后继表征(Universal Successor Representations, USR)对未来动作决策。在AI2-THOR仿真环境下进行实验,实验结果表明,所提出的模型训练智能体导航性能优异,与其他几种模型相比,平均路径长度减少约6%,平均碰撞率减少40%,模型收敛速度较快。     

基于CNN-GRU和CA-VGG特征融合的调制识别模型

针对深度学习的调制识别模型在信噪比较低的情况下存在识别率低以及部分相似信号难以识别的问题,提出了一种自动调制识别的特征融合MFF网络。MFF网络主要由CA-VGG模块和CNN-GRU模块组成,其中基于卷积神经网络和CA的CA-VGG模块用于接收信号星座图,来提取不同调制信号的二维图像特征;在基于卷积神经网络和GRU网络的CNNGRU模块中,将调制信号的A/P数据与I/Q数据作为网络输入,用于提取不同调制信号的一维时间特征;MFF网络通过将调制信号的A/P、I/Q数据与星座图相结合,丰富了每一种调制方式的数据表示形式,可实现不同类型数据特征之间的互补,最后将两个模块的输出结果进行融合来进一步提高信号分类的准确率。实验结果表明,在RadioML2016.10a数据集上,新模型在信噪比为-20～18 dB的识别准确率为63.2%,优于其他参考文献中的模型。     

基于3D ResNet-LSTM的多视角人体动作识别方法

在基于视频图像的动作识别中,由于固定视角相机所获取的不同动作视频存在视角差异,会造成识别准确率降低等问题。使用多视角视频图像是提高识别准确率的方法之一,提出基于三维残差网络（3D Residual Network,3D ResNet）和长短时记忆（Long Short-term Memory,LSTM）网络的多视角人体动作识别算法,通过3D ResNet学习各视角动作序列的融合时空特征,利用多层LSTM网络继续学习视频流中的长期活动序列表示并深度挖掘视频帧序列之间的时序信息。在NTU RGB+D 120数据集上的实验结果表明,该模型对多视角视频序列动作识别的准确率可达83.2%。     

多通道时空融合网络双人交互行为识别

提出一种基于多通道时空融合网络的双人交互行为识别方法,对双人骨架序列行为进行识别。首先,采用视角不变性特征提取方法提取双人骨架特征,然后,设计两层级联的时空融合网络模型,第一层基于一维卷积神经网络（1DCNN）和双向长短时记忆网络（BiLSTM）学习空间特征,第二层基于长短时记忆网络(LSTM)学习时间特征,得到双人骨架的时空融合特征。最后,采用多通道时空融合网络分别学习多组双人骨架特征得到多通道融合特征,利用融合特征识别交互行为,各通道之间权值共享。将文中算法应用于NTU-RGBD人体交互行为骨架库,双人交叉对象实验准确率可达96.42%,交叉视角实验准确率可达97.46%。文中方法与该领域的典型方法相比,在双人交互行为识别中表现出更好的性能。     

Spatiotemporal emotion recognition based on 3D time-frequency domain feature matrix

The research of emotion recognition based on electroencephalogram (EEG) signals often ignores the relatedinformation between the brain electrode channels and the contextual emotional information existing in EEG signals,which may contain important characteristics related to emotional states. Aiming at the above defects, aspatiotemporal emotion recognition method based on a 3-dimensional (3D) time-frequency domain feature matrixwas proposed. Specifically, the extracted time-frequency domain EEG features are first expressed as a 3D matrixformat according to the actual position of the cerebral cortex. Then, the input 3D matrix is processed successivelyby multivariate convolutional neural network (MVCNN) and long short-term memory (LSTM) to classify theemotional state. Spatiotemporal emotion recognition method is evaluated on the DEAP data set, and achievedaccuracy of 87.58% and 88.50% on arousal and valence dimensions respectively in binary classification tasks, aswell as obtained accuracy of 84.58% in four class classification tasks. The experimental results show that 3D matrixrepresentation can represent emotional information more reasonably than two-dimensional (2D). In addition,MVCNN and LSTM can utilize the spatial information of the electrode channels and the temporal context information of the EEG signal respectively.     

Study of emotion recognition based on fusion multi-modal bio-signal with SAE and LSTM recurrent neural network

In order to achieve more accurate emotion recognition accuracy from multi-modal bio-signal features,a novel method to extract and fuse the signal with the stacked auto-encoder and LSTM recurrent neural networks was proposed.The stacked auto-encoder neural network was used to compress and fuse the features.The deep LSTM recurrent neural network was employed to classify the emotion states.The results present that the fused multi-modal features provide more useful information than single-modal features.The deep LSTM recurrent neural network achieves more accurate emotion classification results than other method.The highest accuracy rate is 0.792 6     

基于多模型融合的航空电子产品故障预测方法

针对复杂机载环境应力条件下航空电子产品故障预测所面临的退化趋势差异大、训练数据样本量小等问题,提出了一种改进长短期记忆(Long Short-Term Memory, LSTM)神经网络模型与集成学习框架相结合的故障预测方法,以满足现代综合航空电子系统智能调度管理与自主维护保障的需求。该方法在LSTM模型中引入Dropout机制,构建基于不同历史数据集的差异性LSTM模型组,以解决故障预测时序信息记忆问题与小样本条件下数据驱动模型训练过拟合问题;采用Adaboosting算法计算模型权重,并基于实时数据动态调整,以滤除复杂机载环境应力引入的预测误差,解决多模型融合的性能差异问题。最后,采用NASA公开的锂电池退化数据集进行仿真验证,实验结果表明,相较于传统BP神经网络、经典LSTM和LSTM基模型,该方法具有更高的趋势拟合度和预测精度。     

一种基于CNN与LSTM结合的微表情识别算法

微表情表现强度微弱且非常短暂。针对微表情识别效果不理想的问题,以视觉几何组(Visual Geometry Group,VGG)网络为基础,提出卷积神经网络(Convolutionnal Neural Network,CNN)与长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)结合的识别算法。CNN提取数据集CASME II的空域特征,LSTM处理时域特征,实现空域与时域特征的结合。针对深度学习训练困难以及过拟合问题,加入批量归一化算法与丢弃法,提高网络训练速度,有效防止过拟合。针对数据集稀缺的问题,固定每次读取帧序列的长度,随机生成起始帧的位置,不断循环读取以遍历整个数据集并达到数据扩增。根据实验结果,五类微表情(高兴、惊讶、厌恶、抑郁、其他)识别率最高可达72.3%。     

基于改进SBR算法的人脸特征点稳定检测

基于图像的特征点检测器在静态图像上取得了卓越的性能,然而这些方法应用于视频或序列图像时其精度和稳定性显著降低。配准监督(Supervision-by-Registration, SBR)算法利用光流算法(Lucas-Kanade, LK)追踪,可通过无标注视频训练针对视频的特征点检测器,已取得较好的结果,但LK算法仍存在一定局限性,导致检测的特征点序列在时空上的连贯性不强。为获得精准、稳定、连贯的人脸特征点序列检测效果,提出了平滑一致性损失函数、权重掩码函数对传统SBR网络模型进行改进。网络中添加长短期记忆网络(Long Short-Term Memory, LSTM)提高模型训练鲁棒性,在模型训练中使用平滑一致性损失函数提供稳定性约束,获得准确且稳定的人脸视频特征点检测器。在300VW、Youtube Celebrities数据集上的验证显示,SBR改进模型将人脸视频特征点检测的标准化平均误差(Normalized Mean Error, NME)从4.74降低至4.56,且视觉上人脸特征点检测的抖动显著减少。     

基于特征融合卷积神经网络的FMCW雷达人体动作识别

针对微多普勒特征识别人体动作的局限性,基于调频连续波( Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW)雷达采用深度学习方法对人体动作识别,提出了一种特征融合卷积神经网络结构.利用FMCW雷达采样的人体动作回波数据分别构建出时间-距离特征和微多普勒特征图,将这两种特征图作为输入数据分别...     

基于注意力循环网络的4D轨迹预测模型

针对传统的轨迹预测方法很难获取轨迹的时空特征、实现高精度和实时预测等问题,提出了一种基于注意力机制的4D轨迹预测模型ARTP(Attentional Recurrent Trajectory Prediction).首先,采用正则化方法对各飞行轨迹进行重构,得到等时间间隔的无噪声高质量飞行轨迹;其次,使用长短期记忆(L...     

基于广义LSTM神经网络的宽带射频功放数字预失真线性化

在无线通信系统中,射频功放的非线性是信号失真与频谱增生的主要原因,尤其是对于采用64QAM、256QAM 等高峰均功率比的复杂调制系统,对射频功放线性度的要求越来越高;然而宽带射频功放中存在的强记忆效应严重地降低了基于传统非线性模型的数字预失真器的线性化性能。文章提出广义长短期记忆(LSTM)神经网络模型,通过输入的时序特性,从时间轴上进行模型迭代,利用LSTM模型独特的长短时序结构以更好地表征宽带射频功放的记忆效应,同时引入时间超前项以构建广义的LSTM模型,进一步增强其动态非线性建模能力。在不同超参数下的建模结果表明,该模型的归一化均方误差(NMSE)指标可达-42.2895 dB。最后,使用20 MHz 带宽的4 载波WCDMA信号,对中心频率1900 MHz 的50 W Doherty 功放进行预失真线性化实验验证。实验结果证实了基于广义LSTM神经网络模型的数字预失真器可以使互调分量降低达23.27 dB,大大优于记忆多项式等传统非线性模型的非线性校正性能。