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Cross-CNN:基于CNN和Transformer混合模型的动画跨帧线稿着色算法

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电子学报 2024年第7期52卷 2491-2502页

作者：余毅丰钱江波严迪群王翀董理宁波大学信息科学与工程学院浙江宁波315000 浙江省移动网应用技术重点实验室浙江宁波315000

对长序列的动画线稿帧进行着色是计算机视觉中一项具有挑战性的任务.一方面,线稿中包含的信息较为稀疏,需要着色算法对缺失的信息进行推断;另一方面,连续帧之间的色彩需要保持一致,以确保整个视频的视觉质量.现有的着色算法多数只针对... 详细信息

对长序列的动画线稿帧进行着色是计算机视觉中一项具有挑战性的任务.一方面,线稿中包含的信息较为稀疏,需要着色算法对缺失的信息进行推断;另一方面,连续帧之间的色彩需要保持一致,以确保整个视频的视觉质量.现有的着色算法多数只针对单张图片进行着色,这类算法只给出一个开放性的符合合理范围的色彩结果,无法适用于帧序列着色.另一些基于参考帧的着色算法,并没有将2帧之间的关系有机地联系起来,导致着色效果不够出色.在同一镜头序列中,同一对象的特征往往不会发生太大变化,因此,可以设计一个根据给定参考帧,即可给线稿自动着色的模型.为此,本文提出了基于CNN(Convolutional Neural Networks)和Transformer相结合的模型Cross-CNN,该模型能够从参考帧中寻找并匹配颜色,从而保证时间维度上的特征一致性.Cross-CNN模型参考帧和线稿帧在通道维度叠加,输入预训练的Resnet50网络提取局部融合特征,将融合特征图传给Transformer结构进行编码以提取全局特征.在Transformer结构中设计了交叉注意力机制更好地匹配远距离特征.最后使用带有跳层连接的卷积解码器完成着色图片输出.本文在数据集方面从8部电影中截取画面并经过严格筛选,最终制作了一个包含20000对二元组的数据集用于实验研究.Cross-CNN的SSIM(Structural SIMilarity)达到了0.932,高于SOTA算法0.014.本文算法代码链接:https://***/silenye/Cross-CNN.

关键词：线稿着色卷积神经网络 Transformer 颜色匹配动画制作

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基于长短期时间关系网络的视频行人重识别

电子学报 2024年第8期52卷 2746-2757页

作者：何智敏钱江波严迪群叶绪伦王翀宁波大学信息科学与工程学院浙江宁波315211 浙江移动网络应用技术重点实验室浙江宁波315211

行人重识别是计算机视觉领域中的一个重要研究方向,其目的是在不同的监控摄像头中识别并跟踪同一行人.由于视频帧间存在多种时间关系,从这些关系中可以获取到对象的运动模式以及细粒度特征,因此视频重识别相比图像重识别拥有更丰富的时... 详细信息

行人重识别是计算机视觉领域中的一个重要研究方向,其目的是在不同的监控摄像头中识别并跟踪同一行人.由于视频帧间存在多种时间关系,从这些关系中可以获取到对象的运动模式以及细粒度特征,因此视频重识别相比图像重识别拥有更丰富的时空线索,也更接近实际应用.问题的关键是如何挖掘这些时空线索作为视频重识别的特征.本文针对视频行人重识别问题,提出了一种基于Transformer的长短期时间关系网络(Long and Short Time Transformer,LSTT).该网络包含长短期时间关系模块,提取重要时序信息并强化特征表示.长期时间关系模块利用记忆线索存储每帧信息,并在每一帧建立全局联系;短期时间关系模块则考虑相邻帧之间交互,学习细粒度目标信息,提高特征表示能力.此外,为了提高模型对不同目标特征的适配性,本文还设计了一个包含不同规格卷积核的多尺度模块.该模块具有多种卷积感受野,能够更全面覆盖目标区域,从而进一步提高模型的泛化性能.在MARS、MARS_DL和iLIDS-VID 3个数据集上的实验结果表明,LSTT模型性能最优.

关键词：视频行人重识别 Transformer 长期时间关系短期时间关系多尺度

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基于CNN和HOG的司机分心检测

计算机应用与软件 2024年第6期41卷 115-122页

作者：秦斌斌钱江波严迪群董一鸿宁波大学信息科学与工程学院浙江宁波315211

针对现有CNN网络模型只关注网络最后一层的输出而未能充分利用中间层的输出特征,而事实上中间层特征包含很多有用信息,提出一种端到端的提取多阶段中间网络层输出特征,并与HOG(Histogram of Oriented Gradient)特征融合的司机分心检测... 详细信息

针对现有CNN网络模型只关注网络最后一层的输出而未能充分利用中间层的输出特征,而事实上中间层特征包含很多有用信息,提出一种端到端的提取多阶段中间网络层输出特征,并与HOG(Histogram of Oriented Gradient)特征融合的司机分心检测模型。模型参数量仅为3.6 M,同时采用L2权重正则化、Dropout以及批量正则化对模型性能进行提升。在两个公开的数据集State Farm Distracted Driver Detection(SFD3)和AUC Distracted Driver(AUCD2)进行了实验验证,在SFD3准确度达到99.78%,比现有论文提高约3百分点,网络参数量分别减少约95%;在AUCD2上准确度达到95.15%,比现有论文提高约2百分点,网络参数量减少约60%。

关键词：分心检测图像分类 HOG CNN

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阿尔茨海默病的图神经网络分类方法研究进展

计算机工程 2024年第10期50卷 35-50页

作者：顾宇衡潘嘉诚钱江波董一鸿宁波大学信息科学与工程学院浙江宁波315211 宁波城市职业技术学院信息与智能工程学院浙江宁波315100

阿尔茨海默病(AD)是一种不可逆的神经退行性疾病,会导致认知能力的逐渐下降。AD症状的演变过程可能很长,在不同的神经成像模式中可检测到脑区生物标志物的细微变化,但其早期检测具有挑战性。由于神经成像数据的高度复杂性和大脑网络的... 详细信息

阿尔茨海默病(AD)是一种不可逆的神经退行性疾病,会导致认知能力的逐渐下降。AD症状的演变过程可能很长,在不同的神经成像模式中可检测到脑区生物标志物的细微变化,但其早期检测具有挑战性。由于神经成像数据的高度复杂性和大脑网络的不规则性,传统的机器学习和深度神经网络模型存在许多不足,开发基于图神经网络(GNN)的计算机辅助诊断(CAD)模型可以为分析非欧几里得空间的神经影像模式以及探究生物标志物提供极大帮助。首先,对基于GNN分类方法的AD预测进行详细的调研和概述。然后,从基于单模态数据和基于多模态数据两个视角进行梳理,重点介绍和分析这些方法在单模态和多模态数据应用场景中的数据提取、脑网络建模、特征学习、信息融合等过程,并评述部分方法的性能。最后,针对GNN应用于AD诊断的主要挑战和未来研究方向进行了展望,为AD辅助诊断的进一步研究提供有益的建议。

关键词：图神经网络阿尔茨海默病辅助诊断神经成像多模态数据

基于Maxwell-Wagner模型的含水绝缘油的介电性质分析

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能源研究与管理 2024年第2期16卷 49-53,60页

作者：彭程孙军泽韩旭钱江波钱江超华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003 河北建设集团安装工程有限公司河北保定071052

绝缘油的微水检测对保障电力变压器的安全运行具有重要意义,而含水绝缘油的介电性质分析能够为绝缘油的微水检测提供物性参考。将Maxwell-Wagner模型简化,得到混合介质复介电常数与离散相含量之间的关系式,基于Maxwell-Wagner模型探究... 详细信息

绝缘油的微水检测对保障电力变压器的安全运行具有重要意义,而含水绝缘油的介电性质分析能够为绝缘油的微水检测提供物性参考。将Maxwell-Wagner模型简化,得到混合介质复介电常数与离散相含量之间的关系式,基于Maxwell-Wagner模型探究了含水绝缘油在不同温度、不同微水体积分数下随电场频率变化的介电性质。结果表明:在0.5~20 GHz内,微水体积分数为0.0010%时,Maxwell-Wagner模型计算的含水绝缘油实部最大误差不超过0.0514%,虚部最大误差不超过1.0500%,因此该模型适用于研究含水绝缘油的介电性质。复介电常数实部变化量随微水体积分数升高而增大,随电场频率增加而变小;虚部变化量随微水体积分数增加而增大,随电场频率增加,先增大后减小。实部及虚部变化量均随温度的增加而增大。研究表明,微水体积分数、温度及频率能够显著影响含水绝缘油的介电性质。

关键词：变压器绝缘油微水复介电常数 Maxwell-Wagner模型

汽轮机末级内湿蒸汽凝结流动计算与在线测量研究

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湖南电力 2024年第4期44卷 52-58页

作者：韩彦广朱光明邱应军钱江波王日成吴世杰国网湖南省电力有限公司电力科学研究院湖南长沙410208 高效清洁发电技术湖南省重点实验室湖南长沙410208 华北电力大学能源动力与机械工程学院河北保定071003

排汽湿度是影响汽轮机效率和安全运行的重要参数。基于国内外研究现状,采用微波谐振腔实现汽轮机排汽湿度的在线监测,随后结合实验数据通过数值模拟,得到汽轮机末级入口参数和出口参数变化对排汽湿度的影响。结果表明:对汽轮机末级后0.... 详细信息

排汽湿度是影响汽轮机效率和安全运行的重要参数。基于国内外研究现状,采用微波谐振腔实现汽轮机排汽湿度的在线监测,随后结合实验数据通过数值模拟,得到汽轮机末级入口参数和出口参数变化对排汽湿度的影响。结果表明:对汽轮机末级后0.2 m处进行微波谐振腔湿度测量,在排除谐振腔振动与温度变化等因素干扰后,测得与光学法相近的结果;入口过冷度越大,湿度就越大,动叶出口平均湿度也越大;随着背压的升高,湿度会不断降低,动叶出口平均湿度同样降低。

关键词：汽轮机湿蒸汽微波谐振腔湿度测量凝结流动

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谐振腔微扰技术测量湿蒸汽两相流的理论分析

中国电机工程学报 2012年第26期32卷 79-85,150页

作者：钱江波韩中合电站设备状态监测与控制教育部重点实验室(华北电力大学) 河北省保定市071003

蒸汽湿度的准确测量对汽轮机的安全、经济运行和优化设计具有重要意义。根据湿蒸汽混合物的介电性质，采用微波谐振腔介质微扰理论，建立圆柱形谐振腔在TE011模式下测量蒸汽湿度的关系式。测量湿度与湿蒸汽的热物性、温度（压力）、谐... 详细信息

蒸汽湿度的准确测量对汽轮机的安全、经济运行和优化设计具有重要意义。根据湿蒸汽混合物的介电性质，采用微波谐振腔介质微扰理论，建立圆柱形谐振腔在TE011模式下测量蒸汽湿度的关系式。测量湿度与湿蒸汽的热物性、温度（压力）、谐振腔的谐振频率和相对频偏有关。湿蒸汽的温度（压力）降低、谐振腔的谐振频率升高、相对频偏升高，湿度测量结果会增大，反之减小。谐振频率降低、温度升高，湿度的测量精度提高。蒸汽湿度测量谐振腔的谐振频率建议在5～10GHz。对某200MW凝汽式汽轮机进行排汽湿度测量实验，湿度测量结果与理论计算值吻合，验证了微波谐振腔微扰法测量蒸汽湿度理论的正确性。

关键词：湿蒸汽微波谐振腔微扰理论 TE011模式湿度测量汽轮机

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汽轮机内湿蒸汽两相流介电性质研究

中国电机工程学报 2011年第32期31卷 100-106页

作者：钱江波韩中合张美凤电站设备状态监测与控制教育部重点实验室(华北电力大学) 河北省保定市071003

将电介质的复介电常数与其静介电参数、交变电场频率的关系引入Maxwell-Wagner非均质电介质理论,建立湿蒸汽等效复介电常数模型,得到饱和水、干饱和蒸汽和湿蒸汽的复介电常数随波长和温度的变化。饱和水复介电常数的实部随波长增加、温... 详细信息

将电介质的复介电常数与其静介电参数、交变电场频率的关系引入Maxwell-Wagner非均质电介质理论,建立湿蒸汽等效复介电常数模型,得到饱和水、干饱和蒸汽和湿蒸汽的复介电常数随波长和温度的变化。饱和水复介电常数的实部随波长增加、温度降低而变大,当波长较大时,实部趋于静介电常数,当波长较小时,实部趋于常数,与温度无关;其虚部随波长增加先变大后减小,随温度降低而变大,当波长较小或较大时,虚部趋于0。干饱和蒸汽复介电常数的实部随波长增加、温度升高而变大,当波长较小或温度较低时,实部趋于1;其虚部随波长增加先变大后减小,随温度升高而变大,当波长较小或较大或温度较低时,虚部趋于0。湿蒸汽的复介电常数和干饱和蒸汽规律相近,当湿度增加时,实部和虚部均变大,而且温度越高,数值越大。

关键词：汽轮机湿蒸汽湿度测量复介电常数微波谐振腔

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分布式数据流连接查询算法

计算机工程 2006年第21期32卷 41-43页

作者：刘学军钱江波南京工业大学信息科学与工程学院南京210009 东南大学计算机科学与技术系南京210096

分布式处理是数据流管理系统发展的必然趋势。文章研究了分布式数据流的连接查询,提出DM3Join算法,它由2部分组成:一是通过分解并发的连接请求,合并相同的连接谓词,形成分布式查询操作算子;二是数据流在各分布式代理(Agent)中流转实现... 详细信息

分布式处理是数据流管理系统发展的必然趋势。文章研究了分布式数据流的连接查询,提出DM3Join算法,它由2部分组成:一是通过分解并发的连接请求,合并相同的连接谓词,形成分布式查询操作算子;二是数据流在各分布式代理(Agent)中流转实现部分连接,并在查询引擎处组合成最终结果。DM3Join算法采用了一种类似路由表的结构执行窗口连接,由于可以共享中间结果,算法只需扫描数据1遍。分析和实验证明,该连接算法是高效的。

关键词：数据流窗口连接连续查询分布式系统