融合注意力机制与上下文密度图的人群计数网络

为分析商业区人群流动情况,或避免人群踩踏等公共事件的发生,通常采用人群计数方法统计监控图像中的人数信息,从而达到提前预警的效果。受目标遮挡、背景干扰、多尺度变化等因素的影响,现有的人群计数方法在统计人数信息的过程中存在误算或漏算的问题,导致准确率降低。提出一种基于注意力机制与上下文密度图融合的人群计数网络CADMFNet。以VGG16的部分卷积层作为前端网络,通过引入上采样融合模块对输入的特征图进行上下文特征融合,将不同膨胀率的膨胀卷积作为后端网络,生成高质量的中间密度图。在此基础上,采用上下文注意力模块融合不同层级的中间密度图,获得精细的人群密度图。实验结果表明,该网络在Mall数据集上的平均绝对误差和均方根误差分别为1.31和1.59,相比CSRNet、MCNN等网络,能够有效提高计数的准确度,并且具有较优的鲁棒性。     

基于候选区域和并行卷积神经网络的行人检测

针对行人在部分自然场景图像中所占比例较小（以下简称小目标）,提取的特征容易丢失,检测准确率低的问题,提出基于候选区域和并行卷积神经网络（Parallel Convolutional Neural Network,PCNN）的行人检测方法。对于候选区域提取部分,改进了选择性搜索,使其更符合行人这一类别的候选区域提取;利用Edge Boxes对选择性搜索提取的大量预候选区域进行过滤,最终得到数量少、质量高的候选区域。在利用卷积神经网络（Convolutional Neural Network,CNN）进行特征提取时,针对深层卷积神经网络能够提取到更丰富更抽象的高层特征,但同时对于小目标容易造成特征丢失的问题,加入浅层网络组成并行卷积神经网络（Parallel Convolutional Neural Network,PCNN）提取深、浅层特征输出。最后将所提方法应用于行人检测,实验结果表明,所提方法对于小目标的检测准确率有较好的提升。     

基于CNN和SVM的疲劳驾驶闭眼特征实时检测

针对现有疲劳驾驶检测方法中实时性和泛化能力不足的问题, 本文提出了一种基于卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)和支持向量机(Support Vector Machine, SVM)的疲劳驾驶闭眼特征检测方法, 使用CNN获取人脸相关特征点的位置并定位眼部感兴趣区域(Reg...     

基于3D CNN的肺结节假阳性筛查模型

通过肺部CT影像进行肺结节检测是肺癌早期筛查的重要手段,而候选结节的假阳性筛查是结节检测的关键部分.传统的结节检测方法严重依赖先验知识,流程繁琐,性能并不理想.在深度学习中,卷积神经网络可以在通用的学习过程中提取图像的特征.该文以密集神经网络为基础设计了一个三维结节假阳性筛查模型—三维卷积神经网络模型(TDN-CNN)...     

动态概率卷积神经网络在雷达回波外推中的应用

雷达回波外推方法已广泛应用于短时强降水临近预报中.针对传统雷达回波外推方法未充分利用海量历史气象数据从而导致预报准确度不高的问题,提出了一个基于动态概率卷积神经网络(dynamic probability convolutional neural network,DPCNN)的雷达回波外推模型.该模型在卷积神经网络的基础上增加动态概率计算层,对不同的雷达回波输入序列计算对应的概率卷积核,并用于后续的外推计算中,使得网络在预测阶段仍然能够根据不同的输入序列作出相应的概率调整,从而增强了外推结果与已知序列的关联.经某局部地区短时强降水外推实验,从外推图像、CSI指数、FAR指数、POD指数四个方面验证了该模型的有效性.     

CNN-XGBoost混合模型在音频场景分类中的应用

在拥有海量数据和强大计算能力的人工智能时代,音频场景分类成为了场景理解的重要研究内容之一.针对音频场景分类建模困难和精确率不高的问题,本文提出一种基于卷积神经网络和极端梯度提升算法相结合的系统模型.首先,将预处理后的音频信号转换成梅尔声谱图,然后输入到卷积神经网络中完成抽象特征提取,最后利用极端梯度提升算法进行分类.为了评估模型的有效性,在城市音频场景UrbanSound8K数据集上进行分类性能测试,结果表明,该混合算法模型对音频场景的分类精确率可以达到89%,优于传统的神经网络算法模型,说明该混合模型对音频场景分类问题的有效性.     

基于平铺数据流的可配置神经网络加速器

卷积神经网络已经是公认最好的用于深度学习的算法,被广泛地应用于图像识别、自动翻译和广告推荐。由于神经网络结构规模的逐渐增大,使其具有大量的神经元和突触,所以,使用专用加速硬件挖掘神经网络的并行性已经成为了热门的选择。在硬件设计中,经典的平铺结构实现了很高的性能,但是平铺结构的单元利用率很低。目前,随着众多深度学习应用对硬件性能要求的逐渐提高,加速器对单元利用率也具有越来越严格的要求。为了在平铺数据流结构上获得更高的单元利用率,可以调换并行的顺序,采用并行输入特征图和输出通道的方式来提高计算的并行性。但是,随着神经网络运算对硬件性能要求的提高,运算单元阵列必然会越来越大。当阵列大小增加到一定程度,相对单一的并行方式会使利用率逐渐下降。这就需要硬件可以开发更多的神经网络并行度,从而抑制单元空转。同时,为了适应不同的网络结构,要求硬件阵列对神经网络的运算是可配置的。但是,可配置硬件会极大地增加硬件开销和数据的调度难度。提出了一种基于平铺结构加速器的并行度可配置的神经网络加速器。为了减少硬件复杂度,提出了部分配置的技术,既能满足大型单元阵列下单元利用率的提升,也能尽可能地减少硬件额外开销。在阵列大小超过512之后,硬件单元利用率平均可以维持在82%～90%。同时加速器性能与单元阵列数量基本成线性比例上升。     

基于BERT的心血管医疗指南实体关系抽取方法

实体关系抽取是医疗领域知识问答、知识图谱构建及信息抽取的重要基础环节之一。针对在心血管专病知识图谱构建的过程中尚无公开数据集可用的情况,收集了心血管疾病领域的医疗指南并进行相应的实体和关系类别的专业标注,构建了心血管专病知识图谱实体关系抽取的专业数据集。基于该数据集,首先提出双向变形编码器卷积神经网络（BERT-CNN）模型以实现中文语料中的关系抽取,然后根据中文语义中主要以词而不是字为基本单位的特性,提出了改进的基于全词掩模的双向变形编码器卷积神经网络（BERT（wwm）-CNN）模型用于提升在中文语料中关系抽取的性能。实验结果表明,改进的BERT（wwm）-CNN在所构建的关系抽取数据集上准确率达到0.85,召回率达到0.80,F₁值达到0.83,优于对比的基于双向变形编码器长短期记忆网络（BERT-LSTM）模型和BERT-CNN模型,验证了改进网络模型的优势。     

融合多头自注意力机制的中文短文本分类模型

针对中文短文本缺乏上下文信息导致的语义模糊从而存在的特征稀疏问题,提出了一种融合卷积神经网络和多头自注意力机制（CNN-MHA）的文本分类模型。首先,借助现有的基于Transformer的双向编码器表示（BERT）预训练语言模型以字符级向量形式来格式化表示句子层面的短文本;然后,为降低噪声,采用多头自注意力机制（MHA）学习文本序列内部的词依赖关系并生成带有全局语义信息的隐藏层向量,再将隐藏层向量输入到卷积神经网络（CNN）中,从而生成文本分类特征向量;最后,为提升分类的优化效果,将卷积层的输出与BERT模型提取的句特征进行特征融合后输入到分类器里进行再分类。将CNN-MHA模型分别与TextCNN、BERT、TextRCNN模型进行对比,实验结果表明,改进模型在搜狐新闻数据集上的F1值表现和对比模型相比分别提高了3.99%、0.76%和2.89%,验证了改进模型的有效性。     

基于U-Net改进模型的直肠肿瘤分割方法

诊断直肠癌时,如果能够从CT图像中自动准确分割出直肠肿瘤区域,将有助于医生进行更准确和快速的诊断。针对直肠肿瘤分割问题,提出基于U-Net改进模型的直肠肿瘤自动分割方法。首先在U-Net模型的每级编码器中嵌入子编码模块提升模型特征提取能力;其次通过对比不同优化器的优化性能,获得最适合的优化器用于训练模型;最后对训练集进行数据扩充使模型得到更充分的训练,从而提高分割性能。与U-Net、Y-Net和FocusNetAlpha三种网络模型进行的对比实验表明：所提改进模型得到的分割区域与真实肿瘤区域更接近,对小目标的分割性能更突出,该模型的查准率、查全率和Dice系数三个评价指标都优于对比的模型,能有效分割直肠肿瘤区域。