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面向视频数据的多模态情感分析

计算机工程 2024年第6期50卷 218-227页

作者：武星殷浩宇姚骏峰李卫民钱权上海大学计算机工程与科学学院上海200444 中国船舶集团海舟系统技术有限公司上海200010

多模态情感分析旨在从文本、图像和音频数据中提取和整合语义信息,从而识别在线视频中说话者的情感状态。尽管多模态融合方案在此研究领域已取得一定成果,但是已有方法在处理模态间分布差异和关系知识的融合方面仍有欠缺,为此,提出一种... 详细信息

多模态情感分析旨在从文本、图像和音频数据中提取和整合语义信息,从而识别在线视频中说话者的情感状态。尽管多模态融合方案在此研究领域已取得一定成果,但是已有方法在处理模态间分布差异和关系知识的融合方面仍有欠缺,为此,提出一种多模态情感分析方法。设计一种多模态提示门(MPG)模块,其能够将非语言信息转换为融合文本上下文的提示,利用文本信息对非语言信号的噪声进行过滤,得到包含丰富语义信息的提示,以增强模态间的信息整合。此外,提出一种实例到标签的对比学习框架,在语义层面上区分隐空间中的不同标签以进一步优化模型输出。在3个大规模情感分析数据集上的实验结果表明,该方法的二分类精度相对次优模型提高了约0.7%,三分类精度提高了超过2.5%,达到0.671。该方法能够为将多模态情感分析引入用户画像、视频理解、AI面试等领域提供参考。

关键词：多模态情感分析语义信息多模态融合上下文表征对比学习

基于YOLOv10的无人机复杂背景下多尺度检测模型

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光通信研究 2024年

作者：黄毅周纯刘欣军陈庆广州现代信息工程职业技术学院信息工程学院上海华讯网络系统有限公司广西大学计算机与电子信息学院

【目的】针对无人机航拍图像中复杂背景下多尺度目标检测挑战，本文提出一种基于YOLOv10改进的轻量化检测模型，以提升无人机在复杂背景下多尺度目标的检测性能。【方法】在YOLOv10的基础上，首先引入了多通道逆残差模块（Multichannel ... 详细信息

【目的】针对无人机航拍图像中复杂背景下多尺度目标检测挑战，本文提出一种基于YOLOv10改进的轻量化检测模型，以提升无人机在复杂背景下多尺度目标的检测性能。【方法】在YOLOv10的基础上，首先引入了多通道逆残差模块（Multichannel Inverted Residual Block，MCIR），该模块通过利用多通道处理策略与逆残差结构（Inverted Residual），提升了模型在复杂背景中对多尺度目标的特征提取和融合能力。其次，在C2f（CSP Bottleneck with 2 convolutions）模块的基础上引入了CBAM（Convolutional Block Attention Module）注意力机制得到C2f-CM，增强了复杂背景中对特征目标的定位能力。然后，基于MCIR和C2f-CM对YOLOv10的骨干网络和颈部网络进行了轻量化处理，主要是在骨干网络中减少下采样次数以保留更多的特征信息，在颈部网络中通过优化上采样和特征拼接操作，减少网络层数和复杂度，进一步降低了计算开销。最后，优化了原损失函数为Focal-EIoU，能够更精准地匹配预测框和真实框，并有效解决数据集中样本不平衡问题。【结果】实验结果表明，改进后的LED-YOLOv10模型相较于原始YOLOv10，在mAP50上提升了9.8个百分点，达到了44.5%；参数量和模型大小分别减少了65.68%和51.6%，降至0.927MB和2.7MB。消融实验进一步验证了改进模块MCIR、C2f-CM和Focal-EIoU的有效性，显示它们在提升检测精度的同时，显著降低了模型的复杂度。对比实验结果表明，LED-YOLOv10在复杂背景下的多尺度场景中综合表现最优，检测精度、模型大小均优于其他目标检测算法，检测速度也能够满足实时检测的需求。在嵌入式设备Jetson Nano中对该轻量级模型的综合性能评估也进一步表明，LED-YOLOv10更适合在资源受限的嵌入式平台部署使用。【结论】本文提出的LED-YOLOv10模型，显著提升了无人机航拍图像中复杂背景下多尺度目标检测的精度，并大幅度减少了模型参数量和大小。实验结果和检测效果也验证了本文方法在复杂背景下多尺度目标检测中的优越性，为无人机目标检测提供了一种高效、轻量的解决方案。

关键词：无人机目标检测 YOLOv10 轻量化损失函数

盾构辅助驾驶系统(SDAS)开发与工程应用

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隧道建设（中英文） 2024年第S1期44卷 53-61页

作者：裴烈烽李章林朱叶艇王延年姜乐王浩上海隧道工程有限公司上海200232 上海城建隧道装备有限公司上海200137

鉴于当前盾构人工驾驶操作准确度不稳定而盾构智能化控制技术尚未完全成熟的现实,以解决传统操作界面可视化程度低、关键信息参数离散不均、盾构施工风险预警与管控能力不足等问题,提出一种盾构辅助驾驶系统,重点阐述系统整体架构、报... 详细信息

鉴于当前盾构人工驾驶操作准确度不稳定而盾构智能化控制技术尚未完全成熟的现实,以解决传统操作界面可视化程度低、关键信息参数离散不均、盾构施工风险预警与管控能力不足等问题,提出一种盾构辅助驾驶系统,重点阐述系统整体架构、报警信息叠加融合处理、权限控制逻辑设计、可视化系统构建等方面。在不改变原有设计的基础上,通过系统外挂的方式搭载于不同来源的盾构装备,聚焦盾构姿态与地表沉降控制,进行盾构施工状态的实时分析、报警与决策。经南京地铁某区间隧道工程示范结果表明,盾构辅助驾驶系统建议操作与人工操作吻合度超60%,盾构姿态与地表沉降控制质量优于人工作业水平。后续将进一步完善对智控算法模型的评价与孵化方法,通过对多类新智能化技术的插件式加载,提升平台的完整性、可靠性和友好性。

关键词：盾构辅助驾驶系统架构报警机制工程应用

基于流形聚类的欠采样非均匀密度三维点云配准

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液晶与显示 2024年第9期39卷 1255-1263页

作者：聂吉祥王怡博沈秋兵黄和平陈晓琳陈辉上海电力大学自动化工程学院上海200090 国家石油天然气管网集团有限公司西气东输分公司上海200122 浙江正泰仪器仪表有限责任公司杭州分公司浙江杭州310052 上海正泰电源系统有限公司上海201600

三维点云配准中各个视图的激光扫描点云数据彼此之间会存在重叠的部分。针对由于重叠区域不同而造成的点云密度不均匀直接影响多站点云配准精度的问题,本文提出一种基于流形聚类的欠采样非均匀密度多站三维点云配准方法。首先,将测地距... 详细信息

三维点云配准中各个视图的激光扫描点云数据彼此之间会存在重叠的部分。针对由于重叠区域不同而造成的点云密度不均匀直接影响多站点云配准精度的问题,本文提出一种基于流形聚类的欠采样非均匀密度多站三维点云配准方法。首先,将测地距离作为相似性度量,对不平衡点云数据进行聚类划分实现点云数据精简;然后,采用K邻域搜索方法计算每个点半径范围内点的个数,划分点云分为密度区域;再对密度较大的区域进行聚类并对每个聚类进行曲面拟合,计算曲面上所有点的曲率;再提取曲率较大的点,使得密度较大的区域与密度较小的区域中点云的个数基本保持平衡,得到密度较为平衡的点云数据。最后,将流形聚类欠采样后的点云使用K均值(K-means)进行聚类并更新聚类中心和刚性变换矩阵,实现非均匀密度多站点云配准。与随机采样法和均匀采样法相比,本文方法的倒角距离较小,并且保留了点云的局部特征信息。在斯坦福大学公共数据集中的Bunny数据集上的实验表明,所提方法在保证配准精度的前提下使配准的效率提高了60%以上。

关键词：点云配准多站点云流形聚类点云精简 k均值聚类

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面向平缝工艺信息融合的知识图谱构建方法

纺织学报 2024年第4期45卷 195-203页

作者：郑小虎刘正好刘冰张洁徐修亮刘希东华大学人工智能研究院上海201620 纺织工业人工智能技术教育部工程研究中心上海201620 上海工业大数据与智能系统工程技术研究中心上海201620 东华大学机械工程学院上海201620 杭州中服科创研究院有限公司浙江杭州311199 上海富山精密机械科技有限公司上海201599 东华大学信息科学与技术学院上海201620

针对缝纫工艺流程链路长,生产要素多样,工艺知识分散化的特点,首先,提出缝纫工艺信息组织建模方法,面向多源异构平缝工艺信息构建本体模型;其次,研究基于面料力学性能的平缝工艺推荐方法,构建面料基础性能、缝制性能知识体系,结合面料... 详细信息

针对缝纫工艺流程链路长,生产要素多样,工艺知识分散化的特点,首先,提出缝纫工艺信息组织建模方法,面向多源异构平缝工艺信息构建本体模型;其次,研究基于面料力学性能的平缝工艺推荐方法,构建面料基础性能、缝制性能知识体系,结合面料层次分类方法和实验参数分析,形成力学性能参数与缝制参数之间的数学模型;在此基础上,以专家经验文本、实验测量数据为原始数据,构建面向平缝工艺信息融合的知识图谱,开发WEB系统展开应用验证。结果表明:所构建的工艺推荐方法实现了对面料平整度和最大缝缩率的预测,知识融合系统实现了缝纫工艺知识的智能搜索和缝制参数的智能推荐,为工艺数据集成、装备故障运维、工艺路线设计、产品质量控制提供决策参考。

关键词：服装缝纫知识图谱工艺知识管理平缝工艺知识推荐缝制参数

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两阶段自适应分块输电线路螺栓缺陷检测方法

计算机工程 2024年

作者：倪源松韩军邹小燕胡广怡王文帅上海大学通信与信息工程学院浙江华云信息科技有限公司

在电力系统中，输电线路的稳定性和可靠性至关重要，其中螺栓作为连接和固定线路主体的关键组件，对维持电力系统的稳定性起着决定性的作用。然而，在进行输电线路的巡检时，由于螺栓在巡检图像中所占的比例较小、分布不均且其特征不明... 详细信息

在电力系统中，输电线路的稳定性和可靠性至关重要，其中螺栓作为连接和固定线路主体的关键组件，对维持电力系统的稳定性起着决定性的作用。然而，在进行输电线路的巡检时，由于螺栓在巡检图像中所占的比例较小、分布不均且其特征不明显，利用视觉方法来检测这些螺栓的缺陷变得尤为困难。针对这些问题设计了自适应分块检测方法，该方法包含两个阶段，第一阶段中首先采用改进的目标密度分布图生成网络预测出包含目标大致尺寸以及分布信息的目标密度分布图，该网络是由基于参数重构的思想和多维动态卷积技术的RepODconv卷积块组成，有效控制模型的参数量，同时增强网络对小尺寸目标的关注能力；接着根据该目标密度分布图采用设计的聚类分块算法得到固定尺寸且未缩放的分块区域图像；第二阶段中采用结合自注意力模块的YOLOX模型对这些图像进行检测，提升网络对不同类别缺陷的鉴别能力。在无人机巡检的输电线路螺栓数据集上进行实验，多数类别缺陷的召回率R、准确率P均达到70%，相比于目前先进的检测网络实验结果的AP50提升约30%，mAP提升约70%，特别是小目标的mAP提升了约2倍。

关键词：输电线螺栓小目标检测自适应分块检测缺陷检测系统参数重构多维动态卷积注意力机制

基于RBF-NN和异常检测的焊接质量溯源模型的应用

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科技与创新 2024年第16期 1-5页

作者：石粟萍石琎葛英杰上海船舶工艺研究所上海200032 上海申博信息系统工程有限公司上海200032 船舶智能制造国家工程研究中心上海200032

针对目前焊接工艺试验效率低、重复率高的现状,采集多源数据,以焊接工艺质量UT检验数据为例,首先,进行了数据清洗和数据标准化处理,形成了可供模型训练的标准化数据集;其次,梳理了焊接质量溯源分析业务流程,根据需求设计建立了一种将径... 详细信息

针对目前焊接工艺试验效率低、重复率高的现状,采集多源数据,以焊接工艺质量UT检验数据为例,首先,进行了数据清洗和数据标准化处理,形成了可供模型训练的标准化数据集;其次,梳理了焊接质量溯源分析业务流程,根据需求设计建立了一种将径向基神经网络(Radial Basis Function Neural Network,RBF-NN)和异常检测相结合的焊接质量溯源模型,用于定位焊缝不合格品成因,为焊接工艺试验提供参数调整建议,降低试验时间成本;最后,通过实验结果证明该模型可为焊接工艺试验提供有效的参数调整建议,可减少工艺试验次数、降低成本。

关键词：焊接工艺试验数据预处理质量溯源模型神经网络

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双层含骨基质骨器官芯片的构建

中华创伤杂志 2024年第1期40卷 20-28页

作者：张浩周晨阳胡衍陈晓王晓林苏佳灿上海交通大学医学院附属新华医院骨科上海200092 上海大学转化医学研究院上海200444 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

目的构建双层含骨基质骨器官芯片并用于体外模拟成骨细胞和破骨细胞分化,为抗骨质疏松药物开发提供新平台。方法使用WorkSoild软件制作双层双通道骨器官芯片设计图,利用光刻技术制备浇注母版。以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为原料,通过模具浇... 详细信息

目的构建双层含骨基质骨器官芯片并用于体外模拟成骨细胞和破骨细胞分化,为抗骨质疏松药物开发提供新平台。方法使用WorkSoild软件制作双层双通道骨器官芯片设计图,利用光刻技术制备浇注母版。以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为原料,通过模具浇注制备芯片主体。以牛皮质骨片为间隔,分隔培养室4个通道进出口采用储液柱封闭。芯片验证实验分为成骨、破骨诱导组和成骨、破骨对照组,成骨、破骨诱导组将小鼠胚胎成骨细胞前体细胞MC3T3-E1和小鼠巨噬细胞RAW264.7分别接种于芯片上,成骨诱导14 d,破骨诱导7 d。成骨、破骨对照组为不进行诱导的MC3T3-E1细胞和RAW264.7细胞。观察指标包括:(1)芯片外观及密封性:芯片制备完成后拍照观察外观并通过密封实验观察密封性能。(2)生物相容性:MC3T3-E1细胞和RAW264.7细胞接种于芯片培养3 d及培养1、3、5 d后,分别采用钙黄绿素乙酰氧基甲酯/碘化丙啶(AM/PI)染色和细胞增殖及毒性检测试剂盒(CCK-8)实验观察细胞存活情况。(3)成骨分化情况:对成骨诱导组细胞进行碱性磷酸酶(ALP)染色、茜素红染色观察成骨细胞诱导情况。收集成骨诱导组和成骨对照组细胞RNA,qPCR检测成骨细胞标志基因Runt相关转录因子2(RUNX2)、骨钙素(OCN)、Ⅰ型胶原(COL1A1)表达情况,观察成骨细胞分化程度和成骨能力。(4)破骨分化情况:对破骨诱导组细胞进行抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色观察破骨细胞分化情况。提取破骨诱导组和破骨对照组细胞RNA进行破骨分化基因qPCR,检测破骨细胞标志基因TRAP、组织蛋白酶K(CTSK)和树突状细胞特异性跨膜蛋白(DC-STAMP)表达水平。结果双层含骨基质骨器官芯片大小为3 cm×3 cm,整体透光,芯片系统结构对接紧凑,无渗液。钙黄绿素AM/PI染色结果显示,MC3T3-E1细胞和RAW264.7细胞培养3 d后,呈红色荧光死细胞极少。CCK-8实验结果显示,MC3T3-E1细胞和RAW264.7细胞培养5 d内,细胞活力均在90%以上,表明芯片生物相容性好,细胞可以正常存活并增殖。ALP染色和茜素红染色结果显示,成骨诱导14 d,成骨诱导组MC3T3-E1细胞成功分化为成骨细胞并产生钙化结节。qPCR结果显示,成骨诱导组MC3T3-E1细胞的RUNX2相对表达量为4.98±0.74,显著高于对照组的0.99±0.03(P<0.01);MC3T3-E1细胞的OCN相对表达量为7.98±0.76,显著高于对照组的1.00±0.06(P<0.01);MC3T3-E1细胞的COL1A1相对表达量为7.07±0.56,显著高于对照组的0.97±0.03(P<0.01)。TRAP染色结果显示,破骨诱导7 d,破骨诱导组RAW264.7细胞形成巨大的多核破骨细胞,破骨细胞表达大量TRAP蛋白。qPCR检测结果显示,破骨诱导组RAW264.7细胞的TRAP相对表达量为3.35±0.37,显著高于对照组的1.01±0.06(P<0.01);RAW264.7细胞的CTSK相对表达量为3.46±0.79,显著高于对照组的1.01±0.05(P<0.01);RAW264.7细胞的DC-STAMP相对表达量为1.92±0.12,显著高于对照组的0.98±0.08(P<0.01)。结论双层含骨基质骨器官芯片结构紧凑,可长期体外培养,生物相容性好,可进行成骨和破骨细胞分化诱导,有望为骨质疏松机制探究和药物筛选提供新的研究平台。

关键词：骨质疏松类器官骨重建成骨细胞破骨细胞器官芯片

基于一致性算法的虚拟电厂调度指令动态跟踪策略

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电力建设 2024年第5期45卷 71-79页

作者：蔡光宗王伊晓袁智强杨莉黄文焘余墨多上海电力设计院有限公司上海市200025 上海市智能船舶综合电力系统工程技术研究中心(上海交通大学) 上海市200240

虚拟电厂(virtual power plant,VPP)可以聚合大量的分布式能源资源(distributed energy resources,DER)作为一个整体参与电力系统的调度。为实现VPP内部DER的高效调控,提出了一种虚拟电厂集群自治调度架构。为解决理想通信网络下VPP内部... 详细信息

虚拟电厂(virtual power plant,VPP)可以聚合大量的分布式能源资源(distributed energy resources,DER)作为一个整体参与电力系统的调度。为实现VPP内部DER的高效调控,提出了一种虚拟电厂集群自治调度架构。为解决理想通信网络下VPP内部DER动态跟踪调度指令的优化问题,分别从集群层面和DER层面提出了调节成本一致性和调节时间一致性算法,通过本地相邻DER的信息交互,更新自治节点参数,降低了通信压力,且提高了求解效率。在此基础上,通过引入共识增益函数和虚拟共识变量,解决了实际通信网络中的传输延迟和噪声问题。仿真结果验证了所提算法的有效性和可行性。

关键词：虚拟电厂多智能体分布式能源一致性算法调度指令跟踪控制