基于自适应特征融合的小样本细粒度图像分类

现有的小样本学习算法未能充分提取细粒度图像的特征,导致细粒度图像分类准确率较低。为了更好地对基于度量的小样本细粒度图像分类算法中提取的特征进行建模,提出了一种基于自适应特征融合的小样本细粒度图像分类算法。在特征提取网络上设计了一种自适应特征融合嵌入网络,可以同时提取深层的强语义特征和浅层的位置结构特征,并使用自适应算法和注意力机制提取关键特征。在训练特征提取网络上采用单图训练和多图训练方法先后训练,在提取样本特征的同时关注样本之间的联系。为了使得同一类的特征向量在特征空间中的距离更加接近,不同类的特征向量的距离更大,对所提取的特征向量做特征分布转换、正交三角分解和归一化处理。提出的算法与其他9种算法进行实验对比,在多个细粒度数据集上评估了5 way 1 shot的准确率和5 way 5 shot的准确率。在Stanford Dogs数据集上的准确率提升了5.27和2.90个百分点,在Stanford Cars数据集上的准确率提升了3.29和4.23个百分点,在CUB-200数据集上的5 way 1 shot的准确率只比DLG略低0.82个百分点,但是5 way 5 shot上提升了1.55个百分点。     

数据归一化方法综述

当今,人工智能已经广泛应用到各个领域中,并取得了显著的效果。数据归一化是人工智能应用落地中的一个重要环节,它有助于避免神经网络因数据量纲的复杂性对数据进行错误建模。在大数据场景下,相当一部分数据是以流的形式先后到达训练点,所以在流场景下数据归一化研究是当前亟待解决的关键问题。目前关于归一化研究的综述较多,大多仅仅针对于批数据的归一化研究,而缺乏对流数据的归一化方法的总结,不具参考性。在批数据归一化研究基础之上,系统化整理并详尽分析了流数据归一化的相关文献,凝练提出了基于流数据的归一化分类方法,并将数据归一化方法划分为批数据的归一化方法和流数据的归一化方法。同时,对这些方法的原理、优势和可以解决的主要问题进行了对比分析,在不同场景下对数据归一化的未来研究方向进行了展望。     

改进YOLOX网络的轴承缺陷小目标检测方法

针对深度学习模型在工业轴承表面缺陷检测中多目标情形下的小目标漏检率高、模型特征融合不充分的问题,基于YOLOX提出一种多注意力特征加权融合的小目标缺陷检测算法。在骨干网络引入特征提取更加细粒度的Res2Block模块,同时嵌入自注意力机制,增加隐性小目标的区域特征,减少漏检率;设计内嵌坐标注意力并作为加权条件的双路金字塔特征融合网络,提升浅层细节特征和深层高级语义特征的交互融合能力;后处理阶段引入Focal Loss损失函数,增加模型对正样本目标的学习,进一步减少漏检率。实验结果表明,与原YOLOX算法相比,改进算法在自制小型列车轴承表面缺陷数据集上mAP提高了4.04个百分点,对小目标的识别率明显提升。     

基于图结构的级联注意力视觉问答模型

视觉问答是一个具有挑战性的问题,需要结合计算机视觉和自然语言处理的概念。大多数现有的方法使用双流方式,先分别计算图像和问题特征,然后再采取不同的技术和策略进行融合。目前,尚缺乏能够直接捕获问题语义和图像空间关系的更高层次的表示方法。提出一种基于图结构的级联注意力学习模型,该模型结合了图学习模块（学习输入图像问题的特定图表示）、图卷积层和级联注意力层,目的是捕捉不同候选框区域图像的空间信息,以及其与问题之间的更高层次的关系。在大规模数据集VQA v2.0上进行了实验,结果表明,跟主流算法相比较,是/否、计数和其他类型问题的回答准确率均有明显提升,总体准确率达到了68.34%,从而验证了提出模型的有效性。     

YOLOv5-SFE: An algorithm fusing spatio-temporal features for detecting and recognizing workers' operating behaviors

The occurrence of production accidents can be effectively reduced by monitoring workers' operating behaviors in real time. However, most of the monitoring tasks are currently performed by the monitoring personnel, which takes up a lot of manpower and material resources. To solve this problem, a YOLOv5-SFE algorithm is proposed in this paper for real-time detection and recognition of workers' operating behaviors. The YOLOv5-SFE algorithm makes the following contributions: (1) During data preprocessing, a hash sampling algorithm is used to extract frames with low similarity. (2) A feature enhancement module is designed and integrated into YOLOv5 to distinguish between valid and invalid information. (3) A convolution-based spatio-temporal feature fusion module is designed and is inserted after the extraction of spatial features to extract the temporal features between multiple frames. The videos of workers' operating behaviors are from factories’ industrial scene. The improved algorithm in this paper was trained and tested on the dataset. Compared with the original algorithm, the accuracy of the algorithm improves from 89.3% to 94.7%, the recall improves from 81.5% to 90.8%, and the mean average precision(mAP) improves from 88.2% to 92%. The results show that the improved algorithm is able to accurately detect and recognize workers' operating behaviors in real time, thereby improving the safety of the production process.     

航空发动机状态监控和预测性维护应用研究

为了深化飞参数据的应用价值,通过研究发动机转动件故障预测、剩余寿命预测以及气路健康等,为发动机保障决策和预测性维护提供参考。采用经验模态分解(EMD)结合相对向量机(RVM)、灰度模型(GM)用于发动机转动件、气路监测的状态监控和故障预测,选取波音某型飞机故障数据验证了模型的准确性,平均绝对百分比误差(MAPE)能达到8.46%;采用卡尔曼滤波(KF)结合梯度提升决策树(GBDT)的方法对数据进行降噪并预测剩余寿命,通过美国国家航空航天局(NASA)的航空发动机仿真数据集验证了模型能达到91.3%的准确率;采用核主成分分析(KPCA)结合深度置信网络(DBN)的方法建立发动机气路健康监控模型,经过大量QAR数据验证和测试,预测相对误差为0.43%。针对基于数据挖掘的航空发动机故障诊断算法开展研究,设计了相应的算法,开展了实验验证,通过有效的数据预处理和模型参数调节,使得故障诊断性能达到较高水准,为航空发动机的预测性维护提供了重要参考。     

基于空间语义信息特征融合的目标检测与分割

高质量的特征表示可以提高目标检测和其他计算机视觉任务的性能.现代目标检测器诉诸于通用的特征金字塔结构以丰富表示能力,但是他们忽略了对于不同方向的路径应当使用不同的融合操作,以满足其对信息流的不同需求.提出了分离式空间语义融合（separated spatial semantic fusion,SSSF）,它在自上而下的路径中使用通道注意模块（channel attention block,CAB）来传递语义信息,在自下而上的路径中使用具有瓶颈结构的空间注意模块（spatial attention block,SAB）来通过较少的参数和较少的计算量（相比于直接利用不降维的空间注意模块）将精确的位置信号传递到顶层.SSSF十分有效,并且具有很强大的泛化能力：对于目标检测,它可以将AP提高1.3%以上,对于自上而下的路径进行语义分割的融合操作,它可以将普通加和版本的AP提高约0.8%,对于实例分割,所提方法能够在所有指标上提高实例分割的包围框AP和掩膜AP.     

情景感知驱动的移动对象多模式轨迹预测技术综述

如何利用多源异构时空数据进行准确的轨迹预测并且反映移动对象的移动特性是轨迹预测领域的核心问题.现有的大多数轨迹预测方法是长序列轨迹模式预测模型,根据历史轨迹的特点进行预测,或将当前移动对象的轨迹位置放入时空语义场景根据历史移动对象轨迹预测位置.综述当前常用的轨迹预测模型和算法,涉及不同的研究领域.首先,阐述了多模式轨迹预测的主流工作,轨迹预测的基本模型类;其次,对不同类的预测模型进行总结,包括数学统计类、机器学习类、滤波算法,以及上述领域具有代表性的算法;再次,对情景感知技术进行了介绍,描述了不同领域的学者对情景感知的定义,阐述了情景感知技术所包含的关键技术点,诸如情景感知计算、情景获取和情景推理的不同类模型,分析了情景感知的不同分类、过滤、存储和融合以及它们的实现方法等.详细介绍了情景感知驱动的轨迹预测模型技术路线及各阶段任务的工作原理.给出了情景感知技术在真实场景中的应用,包括位置推荐,兴趣点推荐等,通过与传统算法对比,分析情景感知技术在此类应用中的优劣.详细介绍了情景感知结合LSTM (long short-term memory)技术应用于行人轨迹预测领域的新方法.最后,总结了...     

RTDMiner: 基于数据挖掘的引用计数更新缺陷检测方法

在Linux内核等大型底层系统中广泛采用引用计数来管理共享资源.引用计数需要与引用资源的对象个数保持一致,否则可能导致不恰当引用计数更新缺陷,使得资源永远无法释放或者被提前释放.为检测不恰当引用计数更新缺陷,现有静态检测方法通常需要知道哪些函数增加引用计数,哪些函数减少引用计数.而手动获取这些关于引用计数的先验知识过于费时且可能有遗漏.基于挖掘的缺陷检测方法虽然可以减少对先验知识的依赖,但难以有效检测像不恰当引用计数更新缺陷这类路径敏感的缺陷.为此,提出一个将数据挖掘技术和静态分析技术深度融合的不恰当引用计数更新缺陷检测方法 RTDMiner.首先,根据引用计数的通用规律,利用数据挖掘技术从大规模代码中自动识别增加或减少引用计数的函数.然后,采用路径敏感的静态分析方法检测增加了引用计数但没有减少引用计数的缺陷路径.为了降低误报,在检测阶段再次利用数据挖掘技术来识别例外模式.在Linux内核上的实验结果表明,所提方法能够以将近90%的准确率自动识别增加或减少引用计数的函数.而且RTDMiner检测到的排行靠前的50个疑似缺陷中已经有24个被内核维护人员确认为真实缺陷.     

基于汉语特征的中文对抗样本生成方法

深度神经网络容易受到来自对抗样本的攻击,例如在文本分类任务中修改原始文本中的少量字、词、标点符号即可改变模型分类结果.目前NLP领域对中文对抗样本的研究较少且未充分结合汉语的语言特征.从中文情感分类场景入手,结合了汉语象形、表音等语言特征,提出一种字词级别的高质量的对抗样本生成方法 CWordCheater,涵盖字音、字形、标点符号等多个角度.针对形近字的替换方式,引入ConvAE网络完成汉字视觉向量的嵌入,进而生成形近字替换候选池.同时提出一种基于USE编码距离的语义约束方法避免对抗样本的语义偏移问题.构建一套多维度的对抗样本评估方法,从攻击效果和攻击代价两方面评估对抗样本的质量.实验结果表明, CWordAttacker在多个分类模型和多个数据集上能使分类准确率至少下降27.9%,同时拥有更小的基于视觉和语义的扰动代价.