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基于深度学习的半监督视频去雨模型研究

基于深度学习的半监督视频去雨模型研究

作者：江居豪福建师范大学

学位级别：硕士

计算机视觉技术已经被广泛地应用于我们的日常生活中。由于雨水的存在,从户外摄像头捕捉的图像和视频可能会受到严重的损害。虽然基于深度学习的去雨方法近年来取得了巨大的成功,但是仍然存在三个主要问题:1、数据集样本数的不足稀缺,... 详细信息

计算机视觉技术已经被广泛地应用于我们的日常生活中。由于雨水的存在,从户外摄像头捕捉的图像和视频可能会受到严重的损害。虽然基于深度学习的去雨方法近年来取得了巨大的成功,但是仍然存在三个主要问题:1、数据集样本数的不足稀缺,会导致去雨效果下降。2、雨天图像的多样性,不同的雨天图像有着不同的雨滴大小、密度和方向等特征,这使得去雨模型难以处理各种不同的雨天图像。3、单图像去雨忽略了帧与帧之间的时间相关性,而连续帧之间具有强大的时空特性。针对以上问题,我们引入半监督学习和视频去雨算法,从而提高去雨的性能。具体研究成果和内容总结如下:1、提出一种基于增强时空交互网络的半监督视频去雨算法。由时间相关提取模块和时空交互式除雨模块组成的雨层去除器用于去除雨条纹。为了更好地利用连续帧之间的相关性,提高去雨视频的图像质量水平,我们将时空交互去雨模块得到的粗去雨结果输入到增强时空模块中。利用半监督学习机制为已标记的合成数据和未标记的真实数据构造不同的先验格式。2、提出一种基于时空一致性的变阈值半监督视频去雨算法。模型置信阈值会根据模型的学习程度自行调整,使得模型在训练的早期阶段产生多种不同的预测,时空一致性模块的主要作用是保持视频帧之间的时空一致性,通过设计时空一致性损失来提高相邻帧的可用性,对真实雨有更好的去除效果。在NTURain和DDN-SIRR数据集上进行了大量实验,验证了本文提出方法的可行性与有效性。该方法可以显著提高视频去雨的PSNR和SSIM评价指标,相比其他方法,去雨效果得到了明显增强,这对户外计算机视觉系统应用(如目标检测、无人驾驶等)具有重要的现实意义。

关键词：半监督视频去雨时间相关性时空一致性增强时空交互

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面向人群疏散的群体情绪识别及传播方法研究

面向人群疏散的群体情绪识别及传播方法研究

作者：赵传淼山东师范大学

学位级别：硕士

自从进入信息时代以来,世界经济发展突飞猛进,公共场所的人群密度和流动性越来越大,人群公共安全事故频发。在学校、商场等人群密集的场所发生紧急情况时,由于人群会产生恐慌情绪,并且恐慌等负面情绪会在人群中蔓延,容易出现拥挤和踩踏... 详细信息

自从进入信息时代以来,世界经济发展突飞猛进,公共场所的人群密度和流动性越来越大,人群公共安全事故频发。在学校、商场等人群密集的场所发生紧急情况时,由于人群会产生恐慌情绪,并且恐慌等负面情绪会在人群中蔓延,容易出现拥挤和踩踏现象,导致安全事故发生。通过识别真实的群体情绪,准确地计算群体恐慌度,然后将群体恐慌度与情绪传播模型结合,准确预测感染恐慌情绪的人数,可以被用来进行情绪调控减少群众恐慌,确保人群疏散安全。然而,在真实的人群疏散环境中,人群遮挡等因素会导致人脸表情信息采集不完整,从而无法准确地识别群体情绪。此外,在研究情绪的传播时,传统的情绪传染模型的参数都是假设的,没有真实的情绪数据作为支撑,并且没有考虑群体恐慌度这一影响因素,与现实中的人群疏散场景有很大偏离。因此,如何解决人脸表情信息采集不完整的个体情绪的识别问题,并将计算到的群体恐慌度应用到传统的情绪传染模型中,通过情绪传染模型预测之后的群体情绪的变化,从而准确识别疏散过程中的人群情绪仍然是一个非常具有挑战性的问题。为了解决这一问题,本文提出了一种基于时空一致性的群体情绪识别方法来准确地识别群体的真实情绪。该方法考虑了在面部表情信息采集不完整的情况下计算群体恐慌度,提高了群体情绪识别的准确性。并由此实现了一个基于端到端的人群恐慌情绪识别系统。然后,在上述方法的基础上,提出了基于群体恐慌度的人群情绪传播及疏散仿真方法。该方法提出了一个GP-SIS情绪传播模型以探究情绪感染过程,从而比传统的情绪传播模型更加贴合现实的人群疏散场景。本文的主要工作及创新点如下:(1)针对现有的群体情绪识别方法由于人群遮挡等因素导致难以在真实的人群疏散场景中准确地识别人群情绪的问题,提出了一种基于时空一致性的群体情绪识别方法。第一步,对于能够捕捉到完整的面部表情信息的视频帧,使用Resnet-GP网络来准确地识别每一帧中的个体情绪值;对于不能捕捉到完整的面部表情信息的视频帧,提出了一个基于时空一致性的个体情绪计算模型来计算每一帧中的个体情绪值。第二步,定义了人群的恐慌度,并通过计算得到了真实的人群情绪。第三步,实现了一个端到端的人群恐慌情绪识别系统来验证本文的方法。实验结果表明,基于时空一致性的群体情绪识别方法能够准确地计算群体恐慌度,对指导人群疏散具有重要意义。(2)针对现有的情绪传染模型没有考虑群体恐慌度这一影响因素,难以真实地模拟人群疏散场景中的情绪传染过程的问题,提出了一种基于群体恐慌度的人群情绪传播及疏散仿真方法。GP-SIS情绪传播模型在传统SIS模型的基础上添加了群体恐慌度这一影响因素,以探究和分析情绪感染过程,得到了不同时刻群体的感染人数和整个群体的情绪感染结果。此外,构建了群体恐慌度的WS小世界网络作为补充的特例,验证GP-SIS情绪传播模型的有效性。实验结果表明,基于群体恐慌度的人群情绪传播及疏散仿真方法更贴合真实的人群疏散场景中的情绪传染过程。

关键词：人群疏散时空一致性群体情绪识别群体恐慌度情绪传播

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基于光流改进的视频虚拟试衣

智能计算机与应用 2023年第12期13卷 114-119页

作者：胡安康东华大学计算机科学与技术学院上海201620

随着计算机视觉的发展,基于图像的虚拟试衣方法已经取得了很大的进展,但是,直接将此方法应用到视频虚拟试穿的任务时,由于缺乏时空一致性,会导致视频帧之间的不一致和不连贯,会对视频的视觉效果产生很大的影响,为了解决上述问题,本文提... 详细信息

随着计算机视觉的发展,基于图像的虚拟试衣方法已经取得了很大的进展,但是,直接将此方法应用到视频虚拟试穿的任务时,由于缺乏时空一致性,会导致视频帧之间的不一致和不连贯,会对视频的视觉效果产生很大的影响,为了解决上述问题,本文提出了一种基于光流改进的视频虚拟试穿模型。首先使用正则化校正损失的薄板样条插值变换方法对服装进行扭曲,然后使用一个U-Net网络进行服装试穿,同时使用原视频服装区域的光流监督,合成视频服装区域的光流。实验结果表明,本文基于光流改进的视频虚拟试衣方法能很好解决虚拟试衣视频时空一致性问题。

关键词：视频虚拟试衣光流时空一致性薄板样条插值变换

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无监督学习三元组用于视频行人重识别研究

智能计算机与应用 2022年第11期12卷 18-25页

作者：蔡江琳韩华王春媛潘欣宇芮行江上海工程技术大学电子电气工程学院上海201620

在智能交通中,对于目前产生的海量视频通过人工来标记行人图像不切实际,使无监督学习得到更多的关注。针对在无监督学习数据中缺少详细的身份信息,无法知晓目标图像对应的正负样本问题,提出一种无监督学习三元组用于视频行人重识别研究... 详细信息

在智能交通中,对于目前产生的海量视频通过人工来标记行人图像不切实际,使无监督学习得到更多的关注。针对在无监督学习数据中缺少详细的身份信息,无法知晓目标图像对应的正负样本问题,提出一种无监督学习三元组用于视频行人重识别研究的方法。该方法从无标签的数据集中挖掘三元组、即目标图像,与目标图像身份相同的轨迹和与目标图像身份不同的轨迹。首先根据单相机内轨迹的时空一致性,即构成轨迹的任意帧图像具有相同的身份,将行人轨迹特征表示成图像特征均值后,通过计算rank-1轨迹作为判断三元组的条件,用于设计特殊的三元组损失函数。并根据特征距离大小分配样本权重,着重学习困难样本,使模型动态调整正、负样本对之间的距离,加速模型的收敛速率,降低过拟合风险。然后通过计算跨相机rank-1,合并高度关联的轨迹作为跨相机三元组的锚样本用于损失计算。最后联合单相机和跨相机的损失评估模型。经过实验证明,该方法在PRID2011、iLIDS-VID和MARS上的结果都表明了该模型的有效性和可靠性。

关键词：无监督学习行人轨迹关联排序时空一致性三元组损失

海南岛橡胶林区域不同SIF产品的差异性分析及其对GPP估算的影响

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热带生物学报 2023年第4期14卷 412-423页

作者：安映荷张润卿刘文杰王鹏章杰乌兰孙仲益海南大学生态与环境学院海口570100 海南省农林环境过程与生态调控重点实验室海口570100

为了探讨不同SIF遥感产品对海南岛橡胶林GPP估算中的可能带来的影响,以海南岛橡胶林生态系统为研究对象,利用基于涡度相关通量观测数据本地化的LUE(Light use efficiency)模型,获得海南岛橡胶林总初级生产力(Gross Primary Production,G... 详细信息

为了探讨不同SIF遥感产品对海南岛橡胶林GPP估算中的可能带来的影响,以海南岛橡胶林生态系统为研究对象,利用基于涡度相关通量观测数据本地化的LUE(Light use efficiency)模型,获得海南岛橡胶林总初级生产力(Gross Primary Production,GPP),并以此为参考,利用时空一致性分析方法对比5种卫星遥感反演日光诱导叶绿素荧光(Sun-Induced Chlorophyll Fluorescence,SIF)产品(CSIF、GOSIF、SIF_(OCO2-1696)、SIF_(005)、SIF_(LUE))的差异性,并评估各产品对海南岛橡胶林生态系统GPP估算的影响。结果显示:CSIF与GOSIF在时空变化的分析中具有更好的适用性,但CSIF不适用于长期趋势分析,同时二者与海南岛橡胶林GPP估算值的时空一致性较高;SIF_(005)的表现仅次于前两者;而SIF_(OCO2-1696)在海南岛近20 a内的数据缺失较为严重,SIF_(LUE)则是缺失部分海南岛南部区域的数据,两者缺乏代表性。以上结果表明:CSIF和GOSIF 2款产品的表现最优,其次为SIF_(005),而SIF_(OCO2-1696)和SIF_(LUE)的表现相对而言并不适于海南岛橡胶林生态系统GPP的估算。

关键词：日光诱导叶绿素荧光遥感产品时空一致性橡胶林生态系统海南岛

数字的力量:品牌中数字大小对消费者态度的影响

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心理学报 2017年第12期49卷 1581-1589页

作者：冯文婷汪涛中国地质大学(武汉) 武汉大学组织营销研究中心武汉430072

本研究以时空一致性理论为基础,探索品牌中数字大小对消费者态度的影响。实验1表明品牌中数字大小会显著地影响消费者对产品的态度。品牌中含有较大数字的产品比含有较小数字的产品更易获得消费者的青睐。实验2探索了个体认知需求水平... 详细信息

本研究以时空一致性理论为基础,探索品牌中数字大小对消费者态度的影响。实验1表明品牌中数字大小会显著地影响消费者对产品的态度。品牌中含有较大数字的产品比含有较小数字的产品更易获得消费者的青睐。实验2探索了个体认知需求水平对主效应的调节作用,发现对于高认知需求的个体,品牌中的数字大小难以有效地影响其对产品的态度。实验3验证了从品牌中数字大小到新旧评估到感知价值再到消费者态度的因果链模型,进一步检验了主效应的理论逻辑。

关键词：数字字母品牌数字大小时空一致性

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雷达/红外双模复合制导并行仿真系统设计

系统仿真学报 2016年第5期28卷 1094-1099页

作者：赵世明孙致月中国人民解放军91336部队

针对雷达/红外双模复合制导导引头仿真试验需求,详细设计了基于并行仿真的双模复合制导半实物仿真系统,重点研究了并行仿真系统控制模式和控制关系、复合制导信号融合和决策设计,以及并行仿真时空一致性分析。为定量分析并行仿真时空一... 详细信息

针对雷达/红外双模复合制导导引头仿真试验需求,详细设计了基于并行仿真的双模复合制导半实物仿真系统,重点研究了并行仿真系统控制模式和控制关系、复合制导信号融合和决策设计,以及并行仿真时空一致性分析。为定量分析并行仿真时空一致性,建立了双模复合制导并行仿真系统仿真模型、导弹姿态运动误差模型和目标空间误差模型,仿真分析表明,并行仿真系统时空一致性可满足复合制导仿真试验与评估应用需求,验证了双模复合制导仿真系统设计的有效性。

关键词：复合制导信息融合时空一致性

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如何加强减污降碳源头防控协同增效?

世界环境 2023年第1期 14-16页

作者：林卫斌邵长花中国能源研究会能源政策研究中心北京师范大学

2020年我国作出了“2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和”的重大战略决策,我国的生态文明建设进入了以降碳为重点战略方向、推动减污降碳协同增效、促进经济社会发展全面绿色转型的新阶段。二氧化碳等温室气体与大气污染物(二氧化... 详细信息

2020年我国作出了“2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和”的重大战略决策,我国的生态文明建设进入了以降碳为重点战略方向、推动减污降碳协同增效、促进经济社会发展全面绿色转型的新阶段。二氧化碳等温室气体与大气污染物(二氧化硫、氮氧化物等)具有“同根同源”的性质,还具有“同过程特性”和“排放时空一致性”等特征。其中,煤炭、石油以及天然气等化石能源的燃烧和利用是大气污染物和二氧化碳最主要的排放源。为加强源头防控协同增效,更好地实现降碳、减污、扩绿和增长的协同,我国加快推进能源革命,加大节能减排力度、完善能耗“双控”政策、大力发展新能源、积极在消费端实施清洁替代、加快能源领域绿色低碳关键技术和装备攻关。

关键词：协同增效能源革命时空一致性绿色转型大气污染物减污二氧化碳节能减排

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广西TRMM降雨产品多时间尺度精度评估

热带气象学报 2019年第4期35卷 567-576页

作者：杨星星杨云川邓思敏廖丽萍田忆莫崇勋陈立华广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 工程防灾与结构安全教育部重点实验室广西南宁530004 广西防灾减灾与工程安全重点实验室广西南宁530004

集合不同观测降水数据优势,获取更为精细化降水产品,可以更好地再现区域降水时空异质性,这也使得多源降水数据精度评估、校正及融合应用成为当前研究热点。从降雨时空一致性、降雨量误差、日降雨事件探测能力方面对广西TRMM降雨产品进... 详细信息

集合不同观测降水数据优势,获取更为精细化降水产品,可以更好地再现区域降水时空异质性,这也使得多源降水数据精度评估、校正及融合应用成为当前研究热点。从降雨时空一致性、降雨量误差、日降雨事件探测能力方面对广西TRMM降雨产品进行了精度评估,并对比分析了TRMM对干旱的评估效果。结果表明:(1)广西TRMM降雨产品与气象站观测降雨存在显著的时空相关性,日尺度相关系数最低为0.5~0.6,月、年尺度相关系数则均在0.7以上;(2)广西TRMM降雨量总体略偏大,其相对偏差主要在0~10%;(3)TRMM产品在广西地区的日降雨事件探测能力优于全国平均水平,尤其在强降雨月份POD>0.75,但也存在降雨量较少的冬季月份准确率显著下降的现象。(4)TRMM降雨产品在广西干旱强度监测方面,能够揭示区域干旱的时空尺度效应和强度累积效应,具有比有限地面站点数据更精细化的空间异质性表达。相关成果有望促进区域多源降雨数据的校正及融合应用研究,为区域更有效的旱涝灾害评估、预报预警等提供科学支撑。

关键词： TRMM 时空一致性误差日降雨探测能力干旱评估对比