基于信道状态信息的室内人群计数方法

人群计数对于室内空间公共安全管理、建筑节能优化等都具有重大的价值,商场也可以根据人数信息进行商品推荐和流量调控。传统基于视觉图像的方法部署成本高,受视线遮挡严重,而且容易造成隐私问题。采用商用WiFi的信道状态信息(CSI)来进行室内人群计数。首先对原始信号数据进行预处理,最小化噪声并降低数据复杂度;然后,通过滑动窗口将无线时间序列信号转换为热图图像,并设计了一个卷积神经网络CNN对热图进行特征提取,用以映射相应环境下的不同人数。实验设计了一种人员位置相对静态的模拟办公场景和另一种人员走动的模拟商业场景进行验证,结果表明所提方法在静态和动态条件下的准确率分别达到了98%和89%,相比传统算法均取得了更优效果,证明了该方法的有效性。     

基于多尺度金字塔Transformer的人群计数方法

针对密集人群场景中背景复杂、目标尺度变化较大导致人群计数精度较低的问题,本文提出一种基于多尺度金字塔Transformer的人群计数方法 (multi-scale pyramid transformer network, MSPT-Net)。在特征提取阶段设计了一种基于深度可分离自注意力的金字塔Transformer主干网络结构,该网络结构能有效捕获图像的局部和全局信息,从而有效解决人群密度图像背景复杂导致计数精度低的问题;设计了一种特征金字塔融合模块及多尺度感受野的回归头,实现了密集人群图像浅层细节特征和深层语义特征的高效融合,增强了网络对不同尺度目标的捕获能力;采用深度监督的训练方法在3个公开数据集上对提出的方法进行验证。实验结果表明,本文方法在全监督与弱监督学习策略中,与目前主流的人群计数方法相比,实现了更高精度的人群计数,克服了主流方法对背景复杂、目标尺度变化大的密集人群图像计数精度低的问题,同时本文方法保持着更小的参数量与计算量。     

小角度俯拍下的站台人群计数

在计算机视觉领域,针对小角度俯拍下的站台人群计数的研究工作较少,且计数精度普遍较低。人群计数算法往往通过图像分割识别出图片中的所有行人个体,并进行数量统计,具有很重要的现实意义。然而现有的图像分割算法往往只能适用于简单场景下的简单分割任务。由于小角度俯拍下的站台场景中存在行人近大远小、行人互相遮挡和行人轮廓姿态多样等原因,因此给有效分割计数带来了较大的挑战。针对这一任务,提出了距离自适应卷积神经网络（Distance Adaptive Convolutional Neutral Network,简称DACNN）,通过改进回归对象和设计距离自适应卷积层,成功实现了对小角度俯拍下站台人群的准确计数。经过一系列实验表明,该模型不仅计数精度高,而且计数速度较快、鲁棒性良好,具有广阔的运用前景。     

基于深度学习的人群计数研究综述

人群计数旨在估计图像或视频中人群的数量、密度或分布,属于目标计数(object counting)领域的研究范畴,广泛应用于人群行为分析、公共安全管理之中,以便及时发现人群拥挤或异常行为,避免事故发生.鉴于人群计数系统强大的实用性,自21世纪以来,研究者对其方法及应用进行了大量广泛的研究.近年来,深度学习技术发展迅猛,很多工作发现深度学习技术可以有效地解决人群计数系统存在的一系列关键问题,例如跨场景计数、透视畸变、尺度变化等.因此,对基于深度学习的人群计数这一研究领域进行回顾、分析和展望.具体地,首先从概念、步骤、方法等维度详细介绍人群计数模型,分析基于传统方法和基于深度学习方法这2类人群计数模型的差异.然后,从计数网络结构、ground-truth生成、损失函数、评价指标这4个方面阐述基于深度学习的人群计数模型的研究现状.最后,比较分析了各种人群计数数据集的特点,并探讨和展望人群计数领域未来可能的研究方向.     

基于对抗式扩张卷积的多尺度人群密度估计

目的 人群密度估计任务是通过对人群特征的提取和分析,估算出密度分布情况和人群计数结果。现有技术运用的CNN网络中的下采样操作会丢失部分人群信息,且平均融合方式会使多尺度效应平均化,该策略并不一定能得到准确的估计结果。为了解决上述问题,提出一种新的基于对抗式扩张卷积的多尺度人群密度估计模型。方法 利用扩张卷积在不损失分辨率的情况下对输入图像进行特征提取,且不同的扩张系数可以聚集多尺度上下文信息。最后通过对抗式损失函数将网络中提取的不同尺度的特征信息以合作式的方式融合,得到准确的密度估计结果。结果 在4个主要的人群计数数据集上进行对比实验。在测试阶段,将测试图像输入训练好的生成器网络,输出预测密度图;将密度图积分求和得到总人数,并以平均绝对误差（MAE）和均方误差（MSE）作为评价指标进行结果对比。其中,在ShanghaiTech数据集上Part_A的MAE和MSE分别降至60.5和109.7,Part_B的MAE和MSE分别降至10.2和15.3,提升效果明显。结论 本文提出了一种新的基于对抗式扩张卷积的多尺度人群密度估计模型。实验结果表明,在人群分布差异较大的场景中构建的算法模型有较好的自适应性,能根据不同的场景提取特征估算密度分布,并对人群进行准确计数。     

基于像素级注意力机制的人群计数方法

针对人群分布不均和网络学习参数众多问题,提出了一种由像素级注意力机制（PAM）和改进的单列人群密度估计网络两部分组成的高密度人群计数方法。首先,使用PAM通过对人群图像进行像素级别的分类来生成高质量的局部人群密度图,利用全卷积网络（FCN）生成每个图像的密度掩码,将图像中的像素分为不同的密度级别;然后,以生成的密度掩码为标签,使用单列人群密度估计网络以更少的参数学习到更多的代表性特征。在此之前,在Shanghaitech数据集part_B部分、UCF_CC_50数据集以及WorldExpo'10数据集上,拥塞场景识别网络（CSRNet）方法的计数误差最小。将所提方法与CSRNet方法的误差结果对比,发现所提方法在Shanghaitech数据集part_B部分的平均绝对误差（MAE）和均方误差（MSE）分别降低了8.49%和4.37%;在UCF_CC_50数据集上的MAE和MSE分别降低了58.38%和51.98%,优化效果显著;在WorldExpo'10数据集上的整体平均值部分的MAE降低了1.16%。实验结果表明,在针对人群分布不均的高密度人群计数时,结合PAM和单列人群密度估计网络的方法能够有效提高高密度人群计数的精确度和训练效率。     

基于FPGA平台的光电编码器在探地雷达中的应用

针对传统的光电编码器测距精度受不同应用场景的限制,提出了一种应用于探地雷达,可灵活控制测距精度的现场可编程门阵列（ FPGA）平台的设计方案,通过FPGA平台完成对信号采集、辨向、分频、计数、锁存、传输等功能,并给出了在探地雷达应用中的实验结果,实测数据表明：该编码器能够实现准确的脉冲计数和显示距离。     

改进卷积神经网络在互感器故障诊断中的应用

低压电流互感器作为电网中的关键设备,已经得到广泛使用。低压电流互感器故障诊断的在线检定也显得十分重要。提出了一种改进的全局平均池化的一维卷积神经网络（1DCNN-SVM）故障诊断模型应用于低压电流互感器在线检定。该方法改进了传统卷积神经网络（CNN）模型的结构,引入全局平均池化而不是全连接网络结构,并在测试阶段使用支持向量机（SVM）替代Softmax函数。通过进行实验分析,将所提的方法与传统的CNN进行实验对比,实验结果表明所提方法在训练时间、测试时间以及模型的测试精度等方面的表现都比传统的CNN结构模型要好。     

字符级卷积神经网络短文本分类算法

由于短文本具有长度短、特征稀疏以及上下文依赖性强等特点，传统方法对其直接进行分类精度有限。针对该问题，提出了一种基于字符级嵌入的卷积神经网络（CNN）和长短时记忆网络（LSTM）相结合的神经网络模型进行短文本的分类。该模型同时包括了高速公路网络（Highway networks）框架，用于缓解深度神经网络训练时的困难，提高分类的准确性。通过对几种数据集的测试，结果表明提出的模型在短文本分类任务中优于传统模型和其他基于CNN的分类模型。     

基于多尺度残差视觉信息融合的牧场牛只数量估计方法

由于牧场牛只分布不均以及尺度变化大,传统的目标计数算法在畜牧领域计数精度不高,且用于研究的牛只数据集较少。针对这些问题创建了一个用于牛只密度估计的数据集,并提出了一种基于多尺度残差视觉信息融合的牧场牛只数量估计方法。该方法利用多个并列且空洞率不同的空洞卷积提取牛只目标的多尺度特征,并将残差结构与小空洞率卷积相结合,设计出更适合牛只活体计数的深度神经网络,从而缓解了由空洞卷积带来的“网格效应”的影响,同时能更好地适应牛只的多尺度变化。在牛只密度数据集中,该方法取得了最低的平均绝对误差（MAE）和均方根误差（RMSE）。此外,在密集人群数据集中,该方法的MAE和RMSE也属于最优或次优结果。实验结果表明,该方法不仅适用于牛只场景的数量估计,在人群密度估计中也有较高的准确性和鲁棒性。     

基于多尺度特征融合CNN模型的车辆精细型号识别

车辆精细型号是车辆识别的主要线索之一,也是智能交通系统的重要组成部分。针对车辆精细型号种类繁多、车辆所处环境复杂多变等因素,提出一种基于多尺度特征融合的车辆精细型号识别方法。该方法基于传统的卷积神经网络,通过提取并融合来自网络底层和高层的车辆特征,完成对车辆精细型号的识别。与其他基于卷积神经网络的车辆精细型号识别方法相比,该方法在提高分类准确率的同时还大幅度降低了整体网络的参数规模。实验结果表明,在公开数据集CompCars的监控场景下其识别精度达到了98.43%,且模型参数大小仅为3.93 MB,平均每张图片只需0.83 ms的分类时间。     

高性能人脸识别加速器优化设计及FPGA实现

计算机视觉的快速发展对嵌入式产品的系统性能要求越来越高,传统的现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）平台存在计算吞吐未能很好匹配内存带宽,通用处理器对卷积神经网络（Convolutional Neural Network,CNN）的实现效率不高,未能满足性能要求等问题。针对以上设计瓶颈,使用经典的LeNet-5神经网络模型,在Xilinx ZC706嵌入式开发平台上设计了一个高性能的人脸识别神经网络加速器,在高层次综合（High Level Synthesis,HLS）工具的基础上通过存储优化、定点量化、运算优化等方法对神经网络模型进行优化改进,实现了7层的CNN加速器。实验结果表明,CNN加速器的工作频率为200 MHz,相较于CPU,加速器实现了126倍加速,相较于GPU速度提升10倍以上,并且功耗仅为2.62 W。     

超宽带雷达人体姿态识别综述

与传统摄像头相比,利用超宽带雷达进行人体姿态识别不仅对环境要求低、识别率高且能较好地解决摄像头存在视角盲区和易泄露隐私等问题.结合超宽带雷达系统的特性,对常见的超宽带脉冲信号进行了分析;针对当前的研究前沿,对超宽带雷达人体姿态识别的传统机器学习方法和深度学习方法进行分析,结合具体文献对具有代表性的支持向量机(SVM)和...     

基于CNN和LSTM的多通道注意力机制文本分类模型

针对传统的卷积神经网络（Convolutional Neural Network,CNN）和长短时记忆网络（Long Short-Term Memory,LSTM）在提取特征时无法体现每个词语在文本中重要程度的问题,提出一种基于CNN和LSTM的多通道注意力机制文本分类模型。使用CNN和LSTM提取文本局部信息和上下文特征;用多通道注意力机制（Attention）提取CNN和LSTM输出信息的注意力分值;将多通道注意力机制的输出信息进行融合,实现了有效提取文本特征的基础上将注意力集中在重要的词语上。在三个公开数据集上的实验结果表明,提出的模型相较于CNN、LSTM及其改进模型效果更好,可以有效提高文本分类的效果。     

基于卷积-LSTM网络的广告点击率预测模型研究

点击率预测是计算广告学的核心算法之一。传统浅层模型没有充分考虑到数据之间存在的非线性关系，且使用人工特征提取方法费时费力。针对这些问题，提出了基于卷积（Convolutional Neural Networks）-LSTM（Long Short Term Memory）混合神经网络的广告点击率预测模型。该模型使用卷积神经网络提取高影响力特征，并通过LSTM神经网络的时序性进行预测分类。实验结果证明：与浅层模型或单一结构的神经网络模型相比，基于卷积-LSTM的混合神经网络模型能有效提高广告点击事件的预测准确率。     

基于混合神经网络的图像复原方法

针对传统图像复原方法对先验知识的依赖性问题,提出一种基于混合神经网络的图像复原方法。混合神经网络由卷积神经网络（Convolutional Neural Network）与BP神经网络组成。首先,通过训练卷积神经网络初步建立退化图像与真实图像之间的非线性映射关系,再利用训练好的卷积网络模型提取特征向量作为BP神经网络的输入。最后,通过训练BP神经网络实现图像复原。实验表明,该方法具有较高可行性,在小尺度的模糊核上的复原效果优于现有方法。     

基于改进的卷积神经网络脑电信号情感识别

针对传统机器学习需要人工构建特征及特征质量较低等问题,提出一种新颖的基于一维卷积神经网络（Convolutional Neural Network,CNN）的特征提取方法。采用编码思想,由卷积层和下采样层构成编码器网络提取脑电信号情感特征,随后与特征图一起输入Leaky ReLU激活函数。对于卷积预训练过程,使用交叉熵和正则化项双目标优化损失函数,之后采用随机森林分类器以获得情感分类标签。在国际公开数据集SEED上进行实验,达到94.7%的情感分类准确率,实验结果表明了该方法的有效性和鲁棒性。     

基于LSTM-CNN-CBAM模型的股票预测研究

为了更好地对股票价格进行预测,进而为股民提供合理化的建议,提出了一种在结合长短期记忆网络(LSTM)和卷积神经网络(CNN)的基础上引入注意力机制的股票预测混合模型(LSTM-CNN-CBAM),该模型采用的是端到端的网络结构,使用LSTM来提取数据中的时序特征,利用CNN挖掘数据中的深层特征,通过在网络结构中加入注意...     

融合两种深度线索的光场图像深度估计方法

针对传统的光场深度估计算法采用单一的深度线索进行深度估计,导致估计结果精度较低的问题,,提出了一种融合视差和散焦量两种深度线索的光场深度估计的方法。该方法首先进行深度线索的构建,将输入的光场图片转化为EPI Volume和Refocus Volume结构,通过卷积神经网络将EPI特征和散焦特征转化为深度信息,为了克服训练数据不足,采用色彩变换、缩放和随机灰度化等方式进行数据扩容。最终在HCI 4D光场标准数据集上的对比测试结果表明,该方法在均方误差和坏像素率上优于传统算法,且在执行时间上也具有很大优势。     

基于注意力机制的CNN-LSTM模型及其应用

时序数据存在时序性，并且其短序列的特征存在重要程度差异性。针对时序数据特征，提出一种基于注意力机制的卷积神经网络（CNN）联合长短期记忆网络（LSTM）的神经网络预测模型，融合粗细粒度特征实现准确的时间序列预测。该模型由两部分构成：基于注意力机制的CNN，在标准CNN网络上增加注意力分支，以抽取重要细粒度特征；后端为LSTM，由细粒度特征抽取潜藏时序规律的粗粒度特征。在真实的热电联产供热数据上的实验表明，该模型比差分整合移动平均自回归、支持向量回归、CNN以及LSTM模型的预测效果更好，对比目前企业将预定量作为预测量的方法，预测缩放误差平均值（MASE）与均方根误差（RMSE）指标分别提升了89.64%和61.73%。