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基于注意力机制的自适应图卷积三维点云识别算法

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第6期45卷 786-792页

作者：马原佘黎煌李佳蔚鲍喜荣东北大学计算机科学与工程学院辽宁沈阳110169

为了更好地捕捉三维点云的局部几何结构信息,提出了一种基于注意力机制的自适应图卷积三维点云识别算法.为了解决固定卷积核忽略特征的缺点,首先通过图结构特征动态学习自适应卷积核;其次为了提高模型对局部几何结构的建模能力,通过向... 详细信息

为了更好地捕捉三维点云的局部几何结构信息,提出了一种基于注意力机制的自适应图卷积三维点云识别算法.为了解决固定卷积核忽略特征的缺点,首先通过图结构特征动态学习自适应卷积核;其次为了提高模型对局部几何结构的建模能力,通过向量注意力机制自适应地调整卷积核的权重分配;而后使用点云的位置特征构建图,并利用自适应卷积核来对新构建的图结构特征进行卷积操作;最后通过池化得到新的点云特征.实验结果表明,相较之前的点云卷积算法,所提算法在采样点较少时仍可以很好地提取局部几何结构信息并在分类任务上取得较高精度.所提算法在ModelNet40,ScanObjectNN和ShapeNetPart数据集上的效果对比目前的点云分类和分割方法具有一定的优势.

关键词：三维点云注意力机制自适应图卷积动态学习

基于JAYA算法的紫外光通信无人机编队路由优化

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电子与信息学报 2024年第3期46卷 848-857页

作者：郝锐王建萍陈丹阳路慧敏北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083

紫外光通信由于其灵活性高、安全性好和全天候工作等优点,被认为是应急通信用无人机编队(UAV)的有潜力通信解决方案。为了提升紫外光通信无人机编队的有效作业时间,该文基于低功耗自适应集簇分层(LEACH)算法,并结合JAYA智能优化算法提... 详细信息

紫外光通信由于其灵活性高、安全性好和全天候工作等优点,被认为是应急通信用无人机编队(UAV)的有潜力通信解决方案。为了提升紫外光通信无人机编队的有效作业时间,该文基于低功耗自适应集簇分层(LEACH)算法,并结合JAYA智能优化算法提出一种新颖的路由优化算法(RJLEACH)。该方法被用来改善紫外光通信无人机编队的有效操作时间。应用该算法对不同结构的紫外光通信无人机编队路由优化,并与其它算法得到的结果进行了比较分析。结果表明,RJLEACH算法在簇首选举阶段降低了无人机节点间的剩余能量方差,并且通过搜索最优路由降低了簇间通信的能量消耗。最终使网络出现第1个死亡节点和出现1/2死亡节点的时间相比经典LEACH算法分别延长了31.8%和13.8%,同时明显提高了能量利用率,能够为灾区救援和应急通信等任务争取宝贵的时间。

关键词：无线紫外光通信分簇协议无人机编队路由优化算法

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基于对比学习的半监督肝脏血管分割方法

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 70-75页

作者：刘哲胡芮宋余庆刘毅江苏大学计算机科学与通信工程学院江苏镇江212013

针对肝脏血管分割方法通常依赖高质量有标签数据训练模型及现存对比学习方法过度关注局部信息而忽略全局信息的问题,提出一种基于全局和局部对比学习的半监督肝脏血管分割方法.本方法首先以Mean Teacher模型作为框架,对编码器输出高维... 详细信息

针对肝脏血管分割方法通常依赖高质量有标签数据训练模型及现存对比学习方法过度关注局部信息而忽略全局信息的问题,提出一种基于全局和局部对比学习的半监督肝脏血管分割方法.本方法首先以Mean Teacher模型作为框架,对编码器输出高维特征进行全局对比,捕捉特征全局一致性,获取更丰富全局上下文信息;然后对解码器输出进行局部对比,获取语义分割中的局部像素级特征;最后引入分布差异最小化方法,通过使用判别器进行对抗训练,减少有标签和无标签数据之间的分布差异,提升模型的泛化性能.实验结果表明:本方法在肝脏血管分割任务上取得了显著的效果,在3Dircadb数据集上的Dice系数、Jaccard系数、平均表面距离(ASD)和95%豪斯多夫距离(95HD)分别为74.36%,59.73%,2.65 mm和13.57 mm,优于其他半监督方法.

关键词：肝脏血管分割半监督学习深度学习对比学习对抗学习

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基于无波长偏移光学相位共轭的信号损伤补偿

光学学报 2024年第7期44卷 44-50页

作者：巩小雪肖汶玲张琦涵张天天尹星郭磊重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 东北大学计算机科学与工程学院辽宁沈阳110819

为了解决强度调制-直接检测正交频分复用(IM-DD OFDM)光通信系统中由光纤色散和非线性效应导致的传输性能下降的问题,提出利用正交偏振泵浦非简并四波混频(NFWM)产生的无波长偏移光学相位共轭(OPC)波对系统中的信号损伤进行光域补偿。... 详细信息

为了解决强度调制-直接检测正交频分复用(IM-DD OFDM)光通信系统中由光纤色散和非线性效应导致的传输性能下降的问题,提出利用正交偏振泵浦非简并四波混频(NFWM)产生的无波长偏移光学相位共轭(OPC)波对系统中的信号损伤进行光域补偿。首先在理论上推导了利用正交偏振泵浦NFWM生成OPC波的原理,基于上述原理,设计了无波长偏移OPC实现方式,在正交偏振态上得到与原信号波长完全一致的OPC波。然后对影响生成OPC波功率的因素进行了具体分析。最后依据优化参数设置,进行仿真验证,结果表明所提系统能够以114.375 Gbit/s的传输速率在长度为240 km的标准单模光纤链路中传输。

关键词：光通信强度调制-直接检测正交频分复用色散补偿非线性抑制光学相位共轭

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嵌入共识知识的因果图文检索方法

工程科学学报 2024年第2期46卷 317-328页

作者：梁彦鹏刘雪儿马忠贵李卓北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083

跨模态图像-文本检索是一项在给定一种模态(如文本)的查询条件下检索另一种模态(如图像)的任务.该任务的关键问题在于如何准确地测量图文两种模态之间的相似性,在减少视觉和语言这两种异构模态之间的视觉语义差异中起着至关重要的作用.... 详细信息

跨模态图像-文本检索是一项在给定一种模态(如文本)的查询条件下检索另一种模态(如图像)的任务.该任务的关键问题在于如何准确地测量图文两种模态之间的相似性,在减少视觉和语言这两种异构模态之间的视觉语义差异中起着至关重要的作用.传统的检索范式依靠深度学习提取图像和文本的特征表示,并将其映射到一个公共表示空间中进行匹配.然而,这种方法更多地依赖数据表面的相关关系,无法挖掘数据背后真实的因果关系,在高层语义信息的表示和可解释性方面面临着挑战.为此,在深度学习的基础上引入因果推断和嵌入共识知识,提出嵌入共识知识的因果图文检索方法.具体而言,将因果干预引入视觉特征提取模块,通过因果关系替换相关关系学习常识因果视觉特征,并与原始视觉特征进行连接得到最终的视觉特征表示.为解决本方法文本特征表示不足的问题,采用更强大的文本特征提取模型BERT(Bidirectional encoder representations from transformers,双向编码器表示),并且嵌入两种模态数据之间共享的共识知识对图文特征进行共识级的表示学习.在MS-COCO数据集以及MS-COCO到Flickr30k上的跨数据集实验,证明了本文方法可以在双向图文检索任务上实现召回率和平均召回率的一致性改进.

关键词：因果推断图像-文本检索跨模态计算机视觉自然语言处理

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非负拉格朗日松弛优化的子空间聚类算法

西安电子科技大学学报 2024年第1期51卷 100-113页

作者：朱东霞贾洪杰黄龙霞江苏大学计算机科学与通信工程学院江苏镇江212013

传统的子空间聚类和谱聚类中普遍使用谱松弛方法聚类,需要先计算拉普拉斯矩阵的特征向量。特征向量中包含负数,根据元素的正负可以直接得到二类聚类的结果。对于多类聚类问题,需要递归地进行二划分,或在特征向量空间中使用k-means算法聚... 详细信息

传统的子空间聚类和谱聚类中普遍使用谱松弛方法聚类,需要先计算拉普拉斯矩阵的特征向量。特征向量中包含负数,根据元素的正负可以直接得到二类聚类的结果。对于多类聚类问题,需要递归地进行二划分,或在特征向量空间中使用k-means算法聚类,分配类簇标签是间接的,这种后处理的聚类方式会增加聚类结果的不稳定性。针对谱松弛的问题,提出了一种非负拉格朗日松弛优化的子空间聚类算法,在目标函数中集成了自表示学习和秩约束。通过非负拉格朗日松弛来求解相似性矩阵和隶属矩阵,并保持隶属矩阵的非负性。在这种情况下,原来的隶属矩阵就变成了类簇的后验概率,当算法收敛时,只需将数据点分配给具有最大后验概率的类簇,即可得到聚类结果。与已有的子空间聚类和谱聚类方法相比,所提出的算法设计了新的优化规则,可以实现类簇标签的直接分配,不需要额外的聚类步骤。最后,给出了算法的收敛性证明。在5个基准聚类数据集上的大量实验表明,所提算法的聚类性能优于近几年来的子空间聚类方法。

关键词：聚类算法自表示优化非负拉格朗日松弛子空间聚类

基于模板匹配的BPEL程序故障修复及优化技术

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软件学报 2024年第6期35卷 2844-2862页

作者：孙昌爱吴思懿张守峰付安北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083

BPEL(business process execution language)是一种可执行的Web服务组合语言.与传统程序相比,BPEL程序在编程模型、执行方式等方面存在较大差异.这些新特点使得如何定位并修改测试阶段发现的BPEL程序故障成为挑战,面向传统软件的故障修... 详细信息

BPEL(business process execution language)是一种可执行的Web服务组合语言.与传统程序相比,BPEL程序在编程模型、执行方式等方面存在较大差异.这些新特点使得如何定位并修改测试阶段发现的BPEL程序故障成为挑战,面向传统软件的故障修复技术难以直接应用于BPEL程序.从变异分析角度出发,提出一种基于模板匹配的BPEL程序故障修复方法BPELRepair.为了克服基于变异分析的故障修复技术计算开销高的缺点,从补丁生成、测试用例选择以及终止条件3个角度提出多种优化策略.开发一个BPEL故障修复支持工具,提高故障修复的自动化程度与效率.采用经验研究的方式,评估所提故障修复技术及优化策略的有效性.实验结果表明,所提故障修复方法能够成功修复约53%的BPEL程序故障;所提优化策略能够显著降低搜索匹配、补丁程序验证、测试用例执行与故障修复等方面的开销.

关键词：程序调试故障修复 Web服务服务组合 BPEL程序

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联合数据增强的语义对比聚类

计算机研究与发展 2024年第6期61卷 1511-1524页

作者：王气洪贾洪杰黄龙霞毛启容江苏大学计算机科学与通信工程学院江苏镇江212013

鉴于对比学习在下游任务中的优异表现,对比聚类的研究受到广泛关注.但是,大部分方法只采用一类简单的数据增强技术,尽管增强后的视图保留了原始样本的大部分特征信息,但也继承了语义信息和非语义信息相融交织的特性,在相似或相同的视图... 详细信息

鉴于对比学习在下游任务中的优异表现,对比聚类的研究受到广泛关注.但是,大部分方法只采用一类简单的数据增强技术,尽管增强后的视图保留了原始样本的大部分特征信息,但也继承了语义信息和非语义信息相融交织的特性,在相似或相同的视图模式下,该特性限制了模型对语义信息的学习.有些方法直接将来源于同一样本的具有相同视图模式的2个数据增强视图组成正样本对,导致样本对语义性不足.为解决上述问题,提出基于联合数据增强的语义对比聚类方法,基于一强一弱2类数据增强,利用视图间的差异降低非语义信息的干扰,增强模型对语义信息的感知能力.此外,基于全局k近邻图引入全局类别信息,由同一类的不同样本形成正样本对.在6个通用的挑战性数据集上的实验结果表明该方法取得了最优的聚类性能,证实了所提方法的有效性和优越性.

关键词：强数据增强弱数据增强对比学习全局类别信息聚类

制造约束下自由曲面离轴多反光学系统设计方法

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光学学报 2024年第3期44卷 226-237页

作者：孙艺玮魏阳杰陈思轲赵继东北大学计算机科学与工程学院辽宁沈阳110819 东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

在离轴多反光学系统的装调过程中,光学对准工作成本高、操作复杂。光学系统的一体化加工制造方法通过在设计过程中加入制造约束避免了离轴多反系统的反复装调。然而,现有自由曲面离轴多反系统的设计方法很少考虑制造约束,设计的光学系... 详细信息

在离轴多反光学系统的装调过程中,光学对准工作成本高、操作复杂。光学系统的一体化加工制造方法通过在设计过程中加入制造约束避免了离轴多反系统的反复装调。然而,现有自由曲面离轴多反系统的设计方法很少考虑制造约束,设计的光学系统无法满足一体化加工制造的要求。针对这一问题,提出了一种符合制造约束的离轴多反系统自动生成方法。首先,提出了由共圆程度函数和遮拦评估函数构成的制造约束模块,对初始结构的合理性进行判断;其次,通过对离轴多反系统的光路结构进行光线追迹,构建了光学系统初始结构的综合目标搜索函数;然后,以搜索获取的初始结构参数为输入,结合改进的Wassermann-Wolf(W-W)法,提出了制造约束下自由曲面离轴多反系统的设计方法。实验结果表明,所提方法可以在保证较高成像质量的前提下,快速、准确地设计出符合制造约束的自由曲面离轴多反系统。

关键词：制造约束离轴多反设计起点自由曲面