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融合三维人脸动态信息和光流信息的表情识别方法研究

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融合三维人脸动态信息和光流信息的表情识别方法研究

作者：潘曰凯中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

传统的表情识别方法通常依赖于对空间信息的分析来进行人脸表情的识别,然而这些识别信息都是基于二维信息的分析,没有充分考虑到人脸表情变化实际上是一种三维变化过程,往往会面临准确度和鲁棒性下降的问题。在视频或序列图像中,人脸随... 详细信息

传统的表情识别方法通常依赖于对空间信息的分析来进行人脸表情的识别,然而这些识别信息都是基于二维信息的分析,没有充分考虑到人脸表情变化实际上是一种三维变化过程,往往会面临准确度和鲁棒性下降的问题。在视频或序列图像中,人脸随着时间的推移展现出动态的特征,这些动态特征往往会提供更丰富的信息来支持表情识别。所以对于视频或序列图像的表情识别人脸表情变化的三维性质是重要特征。基于三维信息的方法不仅考虑了人脸表情在空间上的变化,还将时间维度融入到识别过程中,从而提高了对视频或序列图像中人脸表情的准确识别能力。为了充分挖掘人脸表情识别任务中的深层语义信息,本文提出了一种基于三维人脸动态信息和光流信息相结合的融合表情识别方法。首先,从视频序列中提取视频帧,并利用Dlib人脸检测获取其中的人脸RGB图像,利用三维人脸重建技术获取了对应的人脸深度图像,这有助于更好地理解人脸形态和结构,同时采用了TV-L光流法来提取视频中运动信息的光流特征序列,包括水平和垂直方向的运动。深度图像是重要的输入数据,对两种深度图像进行了详细的比较和分析,通过对比实验的评价指标选择其中一种准确性和相似性更高的深度图像作为输入数据完成表情识别任务。通过综合利用空间域和时间域的特征,分别对人脸RGB图像、深度图像和光流图像进行特征提取,构建了多流卷积神经网络表情识别模型。这种模型通过融合来自不同信息源的特征来提高表情识别的准确性,通过结合动态和静态信息,本方法能够更全面地捕捉和理解人脸表情的特征。为验证所提出方法的有效性在CAER和RAVDESS数据集上进行了充分验证。实验结果表明,将三种不同图像信息输入模型的准确度最高,分别达到了81.2%和85.5%,相较于当前主流的方法,所提出的方法在表情识别性能上表现出明显优势。这表明了所提出方法在融合不同模态信息方面的有效性,为人脸表情识别领域的进一步发展提供新的思路和方法。

关键词：表情识别三维重建光流图像多流卷积神经网络

基于加权空间划分的高效全局K-means聚类算法

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吉林大学学报（工学版） 2024年第5期54卷 1393-1400页

作者：曲福恒潘曰涛杨勇胡雅婷宋剑飞魏成宇长春理工大学计算机科学技术学院长春130022 吉林电子信息职业技术学院吉林省吉林市132021 吉林农业大学信息技术学院长春130118

针对全局K-means聚类算法穷举样本点导致计算量大的问题,提出一种基于加权空间划分的高效全局K-means聚类算法。算法首先对样本空间进行网格划分,然后提出密度准则与距离准则对网格进行过滤,保留密度较大且相互距离较远的网格作为候选... 详细信息

针对全局K-means聚类算法穷举样本点导致计算量大的问题,提出一种基于加权空间划分的高效全局K-means聚类算法。算法首先对样本空间进行网格划分,然后提出密度准则与距离准则对网格进行过滤,保留密度较大且相互距离较远的网格作为候选中心网格。为避免全局K-means算法只在样本集中选取候选中心的局限性,提出权重准则和中心迭代策略扩充候选中心,增加候选中心多样性。最后,通过增量聚类方式遍历候选中心得到最终的聚类结果。在UCI数据集上的实验结果表明:与全局K-means算法相比,新算法在保证聚类精度的前提下,计算效率平均提高了89.39%~95.79%。与K-means++、IK-+和近期提出的CD算法相比,新算法精度更高,并且克服了因随机初始化导致的聚类结果不稳定问题。

关键词：人工智能 K-means算法聚类中心网格划分权重增量式聚类

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某水电站大坝基础廊道渗漏处理技术研究

中国建筑防水 2016年第10期 26-29页

作者：潘曰强海南蓄能发电有限公司海南琼中572926

通过对某水电站大坝基础廊道渗水情况检查及原因分析,选定渗漏处理的材料和方案,介绍了采用水溶性LW和HW聚氨酯化学灌浆材料的具体处理措施;施工克服了廊道内施工场地狭小和渗漏源不明等不利因素,成功实施灌浆施工。处理后廊道总漏水量... 详细信息

通过对某水电站大坝基础廊道渗水情况检查及原因分析,选定渗漏处理的材料和方案,介绍了采用水溶性LW和HW聚氨酯化学灌浆材料的具体处理措施;施工克服了廊道内施工场地狭小和渗漏源不明等不利因素,成功实施灌浆施工。处理后廊道总漏水量降至0,实现了预期目标。

关键词：混凝土重力坝基础廊道结构缝裂缝渗漏治理排水孔堵塞化学灌浆

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低VOC麻纤维增强复合材料制备技术

中国材料进展 2024年第5期43卷 448-456页

作者：刘雪强李志刚潘国立军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所北京100010 吉林大学材料科学与工程学院吉林长春130022 长春博超汽车零部件股份有限公司吉林长春130033

麻纤维增强热塑性复合材料具有轻质、环保、耐冲击等特点,是极具附加值与潜力的材料。但传统麻纤维复合材料存在纤维分散不均、挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOC)大量释放等问题,制约了麻纤维复合材料的规模化应用。介... 详细信息

麻纤维增强热塑性复合材料具有轻质、环保、耐冲击等特点,是极具附加值与潜力的材料。但传统麻纤维复合材料存在纤维分散不均、挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOC)大量释放等问题,制约了麻纤维复合材料的规模化应用。介绍了麻纤维固相共混热致复合的材料制备方法、麻纤维表面处理技术、麻纤维复合材料一步法制备技术、麻纤维热塑性复合材料一体化成型等制备工艺,并对天然麻纤维增强复合材料的规模化应用进行了展望。

关键词：麻纤维固相共混脱胶界面改性挥发性有机化合物(VOC)

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简便合成相可调的CsPbBr_(3)-Cs_(4)PbBr_(6)复合纳米晶及相转变过程的原位研究

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物理学报 2024年第9期73卷 223-235页

作者：陈雪莲申岩冰袁芝聪李恺瑞潘喜强西安石油大学材料科学与工程学院西安710065 西安石油大学化学与化工学院西安710065

通过改变四正辛基溴化铵(TOABr)用量和Cs/Pb摩尔比,在室温下采用一步单溶剂法成功制备出单斜相CsPbBr_(3)和六方相Cs_(4)PbBr_(6)两种相结构可调的钙钛矿纳米晶.研究发现,当TOABr浓度较低时(Cs/Pb/Br=1∶1∶4),体系中主要生成了单斜相的... 详细信息

通过改变四正辛基溴化铵(TOABr)用量和Cs/Pb摩尔比,在室温下采用一步单溶剂法成功制备出单斜相CsPbBr_(3)和六方相Cs_(4)PbBr_(6)两种相结构可调的钙钛矿纳米晶.研究发现,当TOABr浓度较低时(Cs/Pb/Br=1∶1∶4),体系中主要生成了单斜相的CsPbBr_(3)纳米立方块,该立方块主要经历了快速成核、尺寸分布聚焦生长和Ostwald熟化生长3个阶段,最终尺寸为(11.8±1.6)nm.随着TOABr用量的增加,Br^(-)与Pb^(2+)结合形成[PbBr_(3)]^(-)和少量的[PbBr_(4)]^(2-)络合物,两种络合物相互竞争.在成核期和生长早期体系中[PbBr_(3)]^(-)占主导,因而形成大量的CsPbBr_(3)纳米晶,随着反应的进行,体系中过量的Br^(-)会与纳米晶中的Pb相互作用,导致CsPbBr_(3)纳米晶部分转变为具有六边形形状的Cs_(4)PbBr_(6)纳米晶,同时[PbBr_(4)]^(2-)络合物的存在使得Cs_(4)PbBr_(6)纳米晶继续长大,最终形成以CsPbBr_(3)为发光中心的CsPbBr_(3)-Cs_(4)PbBr_(6)复合纳米晶.只有当TOABr用量为0.32 mmol时所得的CsPbBr_(3)-Cs_(4)PbBr_(6)复合纳米晶其光学性能和稳定性表现最佳.在此浓度下改变Cs/Pb摩尔比只影响CsPbBr_(3)纳米晶和Cs_(4)PbBr_(6)纳米晶在体系中的相对含量,当Cs_(4)PbBr_(6)纳米晶含量较高时其荧光强度和稳定性相对较差.该工作对低温可控合成高效稳定的铯铅卤钙钛矿纳米晶提供一定思路.

关键词： CsPbBr_(3)-Cs_(4)PbBr_(6)复合纳米晶原位研究相转变形成动力学

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数字经济赋能农民工返乡创业的内在机理与政策响应

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求索 2024年第3期 188-196页

作者：王曰影中国社会科学院大学商学院北京102488

数字经济发展为农村劳动力提供更多创业机遇和发展空间,推动农民工返乡创业规模扩大、结构优化和质量提升。数字经济模式下,农民工返乡创业活动在主体、领域和模式等方面呈现新特征新趋势。数字经济通过数字技术驱动、数字平台支撑、数... 详细信息

数字经济发展为农村劳动力提供更多创业机遇和发展空间,推动农民工返乡创业规模扩大、结构优化和质量提升。数字经济模式下,农民工返乡创业活动在主体、领域和模式等方面呈现新特征新趋势。数字经济通过数字技术驱动、数字平台支撑、数字资源优化等机制助力农民工返乡创业,但农民工数字技能和素养不足、城乡数字鸿沟、创业公共服务和数字监管体系不完善制约了数字经济赋能,应在数字化能力建设、农村数字化服务与资源均等化、农民工创业支持体系、数字监管体系等方面加强政策支持。

关键词：数字经济农民工返乡创业乡村振兴

基于蜣螂算法优化BP的冬夏生菜根区温度预测模型

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农业工程学报 2024年第5期40卷 231-238页

作者：刘艺梦丁小明王会强李恺张观山尹义蕾潘守江农业农村部规划设计研究院北京100125 河北农业大学机电工程学院保定071001 山东农业大学机械与电子工程学院泰安271018

为解决生菜应用营养液膜技术(nutrient film technique,NFT)在冬夏季根区温度控制的问题,该研究基于机器学习方法,结合温室内外历史环境数据,构建BP神经网络根区温度预测模型。为提高模型精度,采用蜣螂算法(dung beetle optimizer, DBO... 详细信息

为解决生菜应用营养液膜技术(nutrient film technique,NFT)在冬夏季根区温度控制的问题,该研究基于机器学习方法,结合温室内外历史环境数据,构建BP神经网络根区温度预测模型。为提高模型精度,采用蜣螂算法(dung beetle optimizer, DBO)优化BP神经网络模型的输入权重和阈值,构建了冬夏两个季节的基于DBO-BP神经网络的栽培槽内根区温度预测模型,并与GA-BP、BP神经网络模型进行对比。结果表明,根区温度预测值与真实值变化趋势较为一致,DBO-BP模型温度预测最大误差为2.21°C,决定系数为0.943,而GA-BP与BP模型决定系数分别为0.928、0.892;DBO-BP模型评价指标的均方根误差、平均绝对误差分别为0.707、0.549°C,均小于其他模型评价指标。DBO-BP神经网络可满足在NFT栽培中根区温度预测精度的需求,能够为生菜栽培根区快速控温提供有效方法。

关键词：温室温度营养液膜技术蜣螂优化算法 BP神经网络根区温度预测

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三维可视化孪生系统在青龙寺洗煤厂的建设研究

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煤炭工程 2024年第8期56卷 190-196页

作者：刘曰木翟强顺乔江任志静张玉强国能榆林能源有限责任公司陕西榆林719408 中煤科工北京华宇工程有限责任公司北京100120

以青龙寺洗煤厂的智能化建设为背景,为了将选煤厂生产、管理、培训等智能应用场景多维度、多方式的生动展示、查询、应用,最终实现不同应用角色的多层级数据分析、立体指挥,研究建设三维可视化孪生系统。首先用三维技术构建三维场景,制... 详细信息

以青龙寺洗煤厂的智能化建设为背景,为了将选煤厂生产、管理、培训等智能应用场景多维度、多方式的生动展示、查询、应用,最终实现不同应用角色的多层级数据分析、立体指挥,研究建设三维可视化孪生系统。首先用三维技术构建三维场景,制作设备仿真和煤流仿真,然后基于三维引擎做可视化孪生开发,将以时间为变量的过程数据和以空间为变量的三维模型结合,实现了智能系统和物理环境全融合、多业务协同联动、综合调度预警,助力洗煤厂高效生产和管理。

关键词：三维可视化数字孪生虚拟现实智能选煤厂

融合三维人脸动态信息和光流信息的人脸表情识别

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计算机科学 2024年第S1期51卷 594-600页

作者：张华忠潘曰凯涂晓光刘建华许罗鹏周超中国民用航空飞行学院航空电子电气学院四川广汉618300

人脸表情识别在静态图像上取得了卓越的成效,但这些方法应用于视频或图像序列时,准确度和鲁棒性往往会受到影响。传统的方法通常无法基于空间信息和光流信息进行人脸表情的识别,然而这些辅助识别信息都是二维信息,没有考虑到人脸的表情... 详细信息

人脸表情识别在静态图像上取得了卓越的成效,但这些方法应用于视频或图像序列时,准确度和鲁棒性往往会受到影响。传统的方法通常无法基于空间信息和光流信息进行人脸表情的识别,然而这些辅助识别信息都是二维信息,没有考虑到人脸的表情变化是一种三维的变化过程。为充分挖掘人脸表情识别的深层语义信息,提出了一种基于三维人脸动态信息和光流信息相结合的融合表情识别方法。该方法构建基于人脸深度图像、光流图像和RGB图像的多流卷积神经网络,通过融合3种模态的信息进行人脸表情识别。所提方法在CAER,RAVDESS数据集上进行了充分验证,实验结果表明,其在表情识别性能上优于目前的主流方法,证明了其有效性。

关键词：表情识别多流卷积神经网络三维人脸动态信息光流信息