基于代价敏感卷积神经网络的人脸年龄识别方法

当年龄识别被看作是分类问题时,基于卷积神经网络(CNN)的方法通常直接采用一般图像分类的CNN进行年龄识别,常常忽略了进行人脸年龄识别时需要考虑的误分类代价问题,比如,将一个青年人误分类为中年人和老年人的代价是不同的。基于上述观察,提出一种基于代价敏感卷积神经网络(CS-CNN)的人脸年龄估计方法。具体来讲,基于期望类最大原则(Desired Class Maximum Principle, DCMP)提出了一种能够使CNN学习到鲁棒人脸特征的代价敏感交叉熵损失函数(CS-CE),最后通过理论与实验的方法进行验证。相较之前的人脸年龄识别方法,提升的效果是显著的。     

基于多层次CNN特征融合的深度估计算法

由于在深度卷积网络中,深度估计的最终结果往往只利用到了网络的高层特征信息,对于底层特征的信息难以利用。为了解决这个问题,提出融合多层次特征的CNN(Convolutional Neural Network)深度估计方法。高层特征一般包含了图像整体的空间结构信息,而底层特征往往会包含大量的物体细节信息。网络对于底层特征的信息利用不足,造成深度估计的效果比较模糊。为了解决这一问题,采用融合多层次特征的方法,通过设定特定的网络结构,结合反卷积和池化方法,融合不同层次的CNN特征,使得网络能够同时利用底层与高层信息进行深度估计。通过在KITTI与ApolloScape数据集上的实验证明,该方法有效地提高了深度估计的精度。     

基于深度卷积网络的人脸年龄分析算法与实现

作为一种新兴的生物特征识别技术,基于人脸图像的年龄估计技术在目前已经成为计算机视觉、人机交互等领域的一个重要研究课题。2006年以来,深度卷积网络在图像识别、语音识别和自然语言处理等领域广泛使用,取得了很好的效果。本文基于深度卷积网络的人脸年龄分析算法,构建一个多层卷积神经网络,通过卷积神经网络获取深度卷积激活特征,作为人脸年龄估计的特征,并利用支持向量机(SVM)的方法训练年龄估计模型,得到年龄估计结果,在人脸识别权威数据集Morph上获得了91.3%的正确率,同时也对比在了不同条件下对实验结果的影响。     

人脸年龄估计的深度学习方法综述

目的 人脸年龄估计技术作为一种新兴的生物特征识别技术,已经成为计算机视觉领域的重要研究方向之一。随着深度学习的飞速发展,基于深度卷积神经网络的人脸年龄估计技术已成为研究热点。方法 本文以基于深度学习的真实年龄和表象年龄估计方法为研究对象,通过调研文献,分析了基于深度学习的人脸年龄估计方法的基本思想和特点,阐述其研究现状,总结关键技术及其局限性,对比了常见人脸年龄估计方法的性能,展望了未来的发展方向。结果 尽管基于深度学习的人脸年龄估计研究取得了巨大的进展,但非受限条件下年龄估计的效果仍不能满足实际需求,主要因为当前人脸年龄估计研究仍存在以下困难：1）引入人脸年龄估计的先验知识不足;2）缺少兼顾全局和局部细节的人脸年龄估计特征表达方法;3）现有人脸年龄估计数据集的限制;4）实际应用环境下的多尺度人脸年龄估计问题。结论 基于深度学习的人脸年龄估计技术已取得显著进展,但是由于实际应用场景复杂,容易导致人脸年龄估计效果不佳。对目前基于深度学习的人脸年龄估计技术进行全面综述,从而为研究者解决存在的问题提供便利。     

CNN结合Transformer的深度伪造高效检测

目的 深度伪造视频检测是目前计算机视觉领域的热点研究问题。卷积神经网络和Vision Transformer(ViT)都是深度伪造检测模型中的基础结构,二者虽各有优势,但都面临训练和测试阶段耗时较长、跨压缩场景精度显著下降问题。针对这两类模型各自的优缺点,以及不同域特征在检测场景下的适用性,提出了一种高效的CNN(convolutional neural network)结合Transformer的联合模型。方法 设计基于Efficient Net的空间域特征提取分支及频率域特征提取分支,以丰富单分支的特征表示。之后与Transformer的编码器结构、交叉注意力结构进行连接,对全局区域间特征相关性进行建模。针对跨压缩、跨库场景下深度伪造检测模型精度下降问题,设计注意力机制及嵌入方式,结合数据增广策略,提高模型在跨压缩率、跨库场景下的鲁棒性。结果 在Face Forensics++的4个数据集上与其他9种方法进行跨压缩率的精度比较,在交叉压缩率检测实验中,本文方法对Deepfake、Face2Face和Neural Textures伪造图像的检测准确率分别达到90.35%、71.79%...     

基于代价敏感卷积神经网络的非平衡问题混合方法

非平衡问题是数据挖掘领域中普遍存在的一个问题,数据的偏态分布会使得分类器的分类效果不理想.卷积神经网络作为一种高效的数据挖掘工具,被广泛应用于分类任务,但其训练过程若受到数据非平衡的不利影响,则将导致少数类的分类准确率下降.针对二分类非平衡数据分类问题,文中提出了一种基于代价敏感卷积神经网络的非平衡问题混合方法.首先将...     

基于深度学习的手写书法字体识别算法

为解决因手写书法作品种类繁多而识别困难的问题,降低人们观赏书法的门槛,本文提出了基于深度学习的手写书法字体识别算法.识别过程中首先使用投影法等图像处理方法对书法作品图像中的汉字进行定位和分割,然后分别利用GoogLeNet Inception-v3模型和ResNet-50残差网络进行书体风格识别和字形识别.实验结果表明...     

融合人脸五官信息的深度年龄估计

本文提出了一种新型的基于人脸五官辅助的深度年龄估计方法,将传统的人脸五官区域特征提取加分类器设计方法与基于深层卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的端到端分类方法进行融合来解决年龄估计问题,增强了系统模型的泛化能力.该方法将面部关键点生成的局部对齐的人脸图像块作为CNN的输入,直接从图像的像素点评估年龄,采用多尺度分析网络结构极大地提高了性能,同时又利用传统算法增强了五官区域的信息.最后通过在MORPH AlbumⅡ上的实验表明文中提出方法比其他同类研究方法更加优秀.     

代价敏感学习中的损失函数设计

一般的学习算法通过最小化分类损失使分类错误率最小化,而代价敏感学习则以最小化分类代价为目标,需构造代价敏感损失.本文探讨代价敏感损失的设计准则,首先介绍基于代价敏感风险优化的代价敏感学习方法,然后在Bayes最优分类理论框架下,提出两条代价敏感损失设计准则.接着采用两种常用代价敏感损失生成方法构造平方损失、指数损失、对数损失、支持向量机损失等经典损失函数的代价敏感扩展形式.根据所提出的设计准则,从理论上分析这些代价敏感损失的性能.最后通过实验表明,同时满足两条设计准则的代价敏感损失能有效降低分类代价,从而证明了本文提出的代价敏感损失设计准则的合理性.     

基于深度学习的脸部年龄预测算法

为提高脸部年龄预测的准确性,在深度学习的基础上提出一种可有效预测脸部年龄的算法.通过对人脸图像进行预处理,获取左眼、右眼、鼻子和嘴巴四个部分的局部图像,利用迁移TensorFlow深度学习库中的Inception V4模型,提取脸部图像四个部分的多尺度局部特征,并将提取的局部特征使用串联方式相连接以得到融合特征,再将不...     

基于改进CNN特征的场景识别

随着人工智能的发展,场景识别作为计算机视觉研究的重要方向之一,吸引着越来越多研究者的关注.由于传统的手工特征无法充分描述场景图像的信息导致效果不理想,而卷积神经网络（CNN）提取的特征能够包含丰富的场景语义和结构信息,因此就常见的体系结构而言,本文选取AlexNet网络模型进行场景识别的研究,分别从网络模型的深度、宽度、多尺度化提取以及多层融合考虑进行改进,改进后在两个数据集上的识别率分别可达92.0%和94.5%,通过对比结果表明了本文方法的有效性.     

基于CNN和SVM的报文入侵检测方法

为了进一步提高网络异常检测的准确率,本文在对现有入侵检测模型分析的基础上,提出了一种基于卷积神经网络和支持向量机的网络报文入侵检测方法.该方法首先将数据预处理成二维矩阵,为了防止算法模型过拟合,利用permutation函数将数据随机打乱,然后利用卷积神经网络CNN从预处理后的数据中学习有效特征,最后通过支持向量机SVM分类器将得到的向量进行分类处理.在数据集选择上,采用网络入侵检测常用的权威数据集—京都大学蜜罐系统数据集,通过与GRU-Softmax、GRU-SVM等现有检测率较高的模型进行实验对比,该模型在准确率上最高分别提高了19.39%和12.83%,进一步提升了网络异常检测的准确度.同时,本研究所提出方法在训练速度和测试速度上有较大提高.     

基于深度学习的SIFT图像检索算法

深度学习作为一个新的机器学习方向,被应用到计算机视觉领域上成效显著.为了解决分布式的尺度不变特征转换（Scale-Invariant Feature Transform,SIFT）算法效率低和图像特征提取粗糙问题,提出一种基于深度学习的SIFT图像检索算法.算法思想：在Spark平台上,利用深度卷积神经网络（Convolutional Neural Network,CNN）模型进行SIFT特征抽取,再利用支持向量机（Support Vector Machine,SVM）对图像库进行无监督聚类,然后再利用自适应的图像特征度量来对检索结果进行重排序,以改善用户体验.在Corel图像集上的实验结果显示,与传统SIFT算法相比,基于深度学习的SIFT图像检索算法的查准率和查全率大约提升了30个百分点,检索效率得到了提高,检索结果图像排序也得到了优化.     

基于深度学习的二维人体姿态估计研究进展

基于深度学习的二维人体姿态估计方法通过构建特定的神经网络架构,将提取的特征信息根据相应的特征融合方法进行信息关联处理,最终获得人体姿态估计结果,因其具有广泛的应用价值而受到研究人员的关注.从数据集基准、姿态估计方法和评测标准等方面,对近年来基于深度学习的二维人体姿态估计的诸多研究工作进行系统归纳与整理,将现有方法分为单...     

结合CNN和WiFi指纹库的室内定位算法

为了提高基于WiFi的室内定位的精度和降低计算时间,本文提出一种卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)结合传统指纹库的室内定位算法.该算法基于接收信号强度指示(Received Signal Strength Indication, RSSI)数据,首先利用卷积神经网络模型,根据实时输入数据预判出待测点的初步位置.在保证了大范围预测的位置大概率正确的前提下,再结合传统指纹库中的指纹点,确定出精确度更高的最终预测位置.实验结果表明,在时效性达到要求的前提下,累计误差在1 m以内的定位精度约有65%,累计误差在1.5 m以内的定位精度约有85%,且误差较为稳定.     

基于卷积神经网络的电网工控系统入侵检测算法

传统的电网工控系统主要通过防火墙等工具, 与外部网络进行隔离, 但是随着云计算、物联网等新技术的应用, 网络之间互联程度不断深入, 安全防护难度大大提高, 如何有效检测出网络入侵行为变得至关重要. 与传统入侵检测技术相比, 卷积神经网络具有更好的提取入侵特征的能力. 本文提出一种基于卷积神经网络的电网工控系统入侵检测算法, 使用经过处理的KDD99数据集进行模型训练, 并添加级联卷积层优化网络结构. 在参数规模不大的前提下, 保证了模型运行的实时性要求. 本文算法相对于传统SVM算法和K-means算法, 提高了入侵检测的准确率, 降低了误检率, 可以有效检测出对于电网工控系统的入侵行为.     

基于改进CNN的宫颈细胞自动分类算法

本文采用深度学习算法中的卷积神经网络对细胞图像进行识别, 实现对宫颈细胞图像的自动分类. 首先对宫颈细胞进行预处理, 通过细胞核裁剪解决图像输入尺寸不一的问题, 对图像进行翻转平移, 对数据集进行扩充, 并解决样本量不均衡的问题; 接着选取VGG-16网络进行改进, 使用改进后的VGG-16网络进行特征提取, 以及细胞分类; 并采用迁移学习的方法加载预训练网络参数, 进而加快参数收敛速度, 提高分类准确率; 最终通过对网络的训练, 得到了较好的分类结果, 将分类结果与人工提取特征设计分类器的方法相比, 分类的准确率有所提高, 二分类的准确率达97.3%, 七分类的准确率达89%. 实验结果表明: 卷积神经网络对宫颈细胞图像进行自动分类, 分类准确率相比较人工提取特征分类器效果较好, 且分类结果不受分割图像准确率的影响.     

基于小波分解卷积神经网络的病理图像分类

组织病理图像分析是癌症诊断的金标准,在患者的预后治疗中起到至关重要的作用.目前在AI医学影像领域,利用CNN(Convolutional Neural Network)网络对数字病理图像的分类已经成为研究热点.但是传统CNN网络中广泛使用最大/平均池化(Max/Average pooling)模块,不可避免的丢失了...