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基于组残差块生成对抗网络的面部表情生成

计算机工程与应用 2024年第5期60卷 240-249页

作者：林本旺赵光哲王雪平李昊北京建筑大学电气与信息工程学院北京102616

面部表情生成是通过某种表情计算方法生成带有表情的人脸图像,在人脸编辑、影视制作和数据扩增等方面应用广泛。随着生成对抗网络的出现,面部表情生成取得了显著的进步,但是生成的面部表情图像会出现重叠、模糊等现象,缺乏真实感。为了... 详细信息

面部表情生成是通过某种表情计算方法生成带有表情的人脸图像,在人脸编辑、影视制作和数据扩增等方面应用广泛。随着生成对抗网络的出现,面部表情生成取得了显著的进步,但是生成的面部表情图像会出现重叠、模糊等现象,缺乏真实感。为了解决上述问题,提出了一种带有混合注意力机制组残差块的生成对抗网络(group residuals with attention mechanism-generative adversarial network,GRA-GAN)用于生成高质量的面部表情图像。在生成网络进行下采样前和上采样后,分别嵌入混合注意力机制来自适应地学习关键区域特征,增强对图像关键区域的学习。将分组的思想融入到残差网络中,提出了带有混合注意力机制的组残差块来实现更好的生成效果。在公开数据集RaFD进行了实验验证。实验结果表明,GRA-GAN模型在定性评估和定量分析指标上均优于相关方法。

关键词：生成对抗网络表情生成注意力机制组残差块

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人脸关键点检测研究综述

计算机工程与应用 2024年第12期60卷 48-60页

作者：张晓行田启川廉露谭润北京建筑大学电气与信息工程学院北京100044

随着计算机视觉等技术的快速发展,人机交互、医疗辅助、安防监控等领域迅速崛起,人脸关键点检测作为其中一项重要任务备受关注,它可以在图像或视频中定位和检测人脸关键点,具有很高的实用价值。通过对人脸关键点检测方法研究现状的梳理... 详细信息

随着计算机视觉等技术的快速发展,人机交互、医疗辅助、安防监控等领域迅速崛起,人脸关键点检测作为其中一项重要任务备受关注,它可以在图像或视频中定位和检测人脸关键点,具有很高的实用价值。通过对人脸关键点检测方法研究现状的梳理和分析,将其分为传统的人脸关键点检测方法和基于深度学习的人脸关键点检测方法;对比分析了各类方法的原理及优缺点,介绍常用数据集和评价指标,全面评估了重点方法在不同数据集上的性能表现;归纳人脸关键点检测应用领域,展望其未来发展方向。

关键词：人脸关键点检测深度学习传统人脸关键点检测

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基于改进卷积的多尺度表情识别

计算机工程与应用 2024年第2期60卷 231-243页

作者：郑浩赵光哲北京建筑大学电气与信息工程学院北京100044

在表情识别任务中由于人脸特征的多样性和不确定性,导致在特征提取阶段容易出现特征缺失以及特征提取率低下等问题,与此同时,在具有特征复用结构的网络训练过程中还会堆积大量冗余特征,从而影响特征质量。针对以上问题,提出了一种基于... 详细信息

在表情识别任务中由于人脸特征的多样性和不确定性,导致在特征提取阶段容易出现特征缺失以及特征提取率低下等问题,与此同时,在具有特征复用结构的网络训练过程中还会堆积大量冗余特征,从而影响特征质量。针对以上问题,提出了一种基于特征筛选结合改进卷积的残差多尺度特征融合注意力机制模型(residual multiscale feature fusion attentional network,RMFANet)。参考蓝图可分离卷积以及空洞卷积的思想,设计并引入了改进后的卷积形式,从而更有效地将卷积进行分离,提升特征提取效能;在改进后卷积模式的基础上设计并引入了多尺度并行特征提取通路,丰富了特征信息;设计并引入了特征筛选模块,以减少模型训练过程中产生的冗余特征,同时筛选出优质特征,提升特征质量;设计并引入了浅层输入特征处理层,以简化网络结构,降低计算复杂度;引入通道注意力机制,以突出局部关键特征信息;最后引入SMU激活函数,从而提升模型的非线性能力。通过实验结果可以看出,该模型可以在保证较低参数量以及计算成本的前提条件下在Fer2013数据集以及CK+数据集上分别取得70.298%和96.566%的识别准确率,相比较传统算法而言具有更好的鲁棒性。

关键词：多尺度表情识别改进卷积特征筛选浅层特征处理通道注意力机制 SMU激活函数

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基于神经网络的图像风格迁移研究进展

计算机工程与应用 2024年第9期60卷 30-47页

作者：廉露田启川谭润张晓行北京建筑大学电气与信息工程学院北京100044

图像风格迁移是用风格图像对指定图像的内容进行重映射的过程,是人工智能计算机视觉领域中的一个研究热点。传统的图像风格迁移方法主要基于物理、纹理技术的合成,风格迁移效果较为粗糙并且鲁棒性较差,随着图像数据集的出现和各种深度... 详细信息

图像风格迁移是用风格图像对指定图像的内容进行重映射的过程,是人工智能计算机视觉领域中的一个研究热点。传统的图像风格迁移方法主要基于物理、纹理技术的合成,风格迁移效果较为粗糙并且鲁棒性较差,随着图像数据集的出现和各种深度学习模型网络的提出,涌现了许多图像风格迁移的模型和算法。通过对图像风格迁移研究现状的分析,梳理了图像风格迁移的发展脉络和最新的研究进展,并通过对比分析给出了图像风格迁移未来的研究方向。

关键词：图像风格迁移深度学习卷积神经网络注意力机制

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融合超分辨率重构的图像任意风格迁移

计算机工程与应用 2024年第15期60卷 170-179页

作者：谭润田启川廉露张晓行北京建筑大学电气与信息工程学院北京100044

图像风格迁移是指将一张普通照片转化为具有其他艺术风格效果的图像。针对风格迁移算法中无法重构生成图像的分辨率而造成生成图像清晰度低、纹理细节表现不丰富的问题,提出一种融合超分辨率重构的图像任意风格迁移模型。模型中加入的... 详细信息

图像风格迁移是指将一张普通照片转化为具有其他艺术风格效果的图像。针对风格迁移算法中无法重构生成图像的分辨率而造成生成图像清晰度低、纹理细节表现不丰富的问题,提出一种融合超分辨率重构的图像任意风格迁移模型。模型中加入的多支路特征处理模块通过计算特征的自相似性以增强特征的表达,提出新的特征融合模块以提升特征融合效果,提出特征解码模块来实现图像的超分辨率重构,并在其中多次进行特征融合以提升风格化图像的质量;在损失函数中加入生成对抗损失和白化处理来进一步提升风格化效果。实验表明,模型具有较好的任意风格迁移效果,分辨率重构后的风格化图像的细节丰富、纹理清晰。

关键词：任意风格迁移超分辨率重构生成对抗网络自注意力机制

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基于U-Net变体的医学图像分割算法综述

计算机工程与应用 2024年第11期60卷 32-49页

作者：崔珂田启川廉露北京建筑大学电气与信息工程学院北京100044

U-Net简单高效的网络结构,被广泛应用于医学图像分割任务中,学者们针对U-Net结构进行了很多的研究和改进。基于U-Net网络结构的改进方法从以下方面进行归纳总结:总结了U-Net网络在医学图像分割领域的关键挑战;归纳了常用于U-Net网络的... 详细信息

U-Net简单高效的网络结构,被广泛应用于医学图像分割任务中,学者们针对U-Net结构进行了很多的研究和改进。基于U-Net网络结构的改进方法从以下方面进行归纳总结:总结了U-Net网络在医学图像分割领域的关键挑战;归纳了常用于U-Net网络的医学图像数据集格式及特点;重点总结U-Net和U-Net变体算法六大改进机制:跳跃连接机制、生成对抗网络、残差连接机制、3D-UNet、Transformer机制、密集连接机制。最后,探讨六大改进机制与常用医学数据之间的关系,并指出未来改进思路和方向,激发U-Net在医学图像分割的无限潜力。

关键词： U-Net变体医学图像分割语义分割深度学习改进机制

基于D-S证据理论改进AHP-熵权的流域洪涝灾害评估研究

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水资源与水工程学报 2024年第1期35卷 9-16页

作者：苑希民高瑞梅田福昌侯玮天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津300350 天津大学建筑工程学院天津300350 河北工程大学矿业与测绘工程学院河北邯郸056038

考虑致灾因子危险性、孕灾环境敏感性以及承灾体易损性,选取指标构建小清河流域洪涝灾害风险评估指标体系,提出一种基于D-S证据理论的改进AHP-熵权法计算指标权重,求取洪涝灾害风险指数,运用自然断点分级法确定洪涝灾害风险等级,分析小... 详细信息

考虑致灾因子危险性、孕灾环境敏感性以及承灾体易损性,选取指标构建小清河流域洪涝灾害风险评估指标体系,提出一种基于D-S证据理论的改进AHP-熵权法计算指标权重,求取洪涝灾害风险指数,运用自然断点分级法确定洪涝灾害风险等级,分析小清河流域洪涝灾害风险空间分布情况。结果表明:小清河流域洪涝灾害风险总体上表现出南低北高的趋势,其中高风险区和较高风险区分别占流域面积的8.7%和14.3%,主要分布在小清河干流以及主要支流两岸。所得评估结果同“利奇马”台风发生期间实际洪灾风险分布情况一致,对比证明基于D-S证据理论的改进AHP-熵权法优于AHP和熵权法,可为小清河流域防洪减灾决策提供依据。

关键词： D-S证据理论 AHP 熵权法洪涝灾害评估小清河流域

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布达拉宫地震危险性分析

振动与冲击 2024年第15期43卷 95-104页

作者：崔玥杨娜北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

布达拉宫是我国著名的世界文化遗产,其所在地区活动断层发育、大地震频发。开展可靠的地震危险性评估,可为该研究区内以布达拉宫为首的藏式古建筑抗震保护提供依据。该文对比传统地震危险性分析方法的不足,采用基于多锁固段破裂理论的... 详细信息

布达拉宫是我国著名的世界文化遗产,其所在地区活动断层发育、大地震频发。开展可靠的地震危险性评估,可为该研究区内以布达拉宫为首的藏式古建筑抗震保护提供依据。该文对比传统地震危险性分析方法的不足,采用基于多锁固段破裂理论的地震物理预测方法,提出了地震危险性评估的系统流程。并根据地震烈度和地震动参数衰减关系,考虑场地自身条件,进行了布达拉宫所在区域的地震危险性评估。研究结果表明,该研究区位于林芝地震区,未来100年内该研究区的地震危险性主要为林芝地震区的下一次M_(S)8.5主震或M_(S)7.8标志性地震;发震断层位于亚东-谷露断层中段附近的纳木错东南岸断裂,震中位置为30.3°N,90.1°E附近;布达拉宫建筑群坐落在基岩,不考虑山体场地放大作用,结构接地端地震作用与基岩相当。研究结论为开展布达拉宫建筑群结构抗震研究提供理论依据。

关键词：布达拉宫锁固段衰减关系标志性地震场地条件

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自复位复合阻尼耗能支撑滞回性能研究

振动与冲击 2024年第14期43卷 29-36页

作者：徐龙河杨智博谢行思北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

为解决自复位支撑耗能能力不足且来源单一、耗能材料成本高昂的问题,提出了一种新型自复位复合阻尼耗能支撑。支撑由金属屈服阻尼装置、黏弹阻尼装置并联预压碟簧自复位装置组成。对其基本构造和工作原理进行阐述,通过精细化模拟研究了... 详细信息

为解决自复位支撑耗能能力不足且来源单一、耗能材料成本高昂的问题,提出了一种新型自复位复合阻尼耗能支撑。支撑由金属屈服阻尼装置、黏弹阻尼装置并联预压碟簧自复位装置组成。对其基本构造和工作原理进行阐述,通过精细化模拟研究了支撑的耗能、复位、承载和变形能力。结果表明,在往复荷载作用下,支撑的滞回响应具有稳定饱满的旗形特征,拉压对称、无残余变形,能够兼顾不同加载频率下的性能需求。揭示了支撑加载制度和设计参数对其滞回性能的影响规律,结果表明:加载频率从0.3 Hz增加到2.0 Hz,黏弹阻尼装置提供的阻尼力增大,支撑耗能量由8.32 kJ增加到11.93 kJ;随着碟簧预压力的增加,支撑激活力从378.98 kN增加到562.67 kN,复位性能始终得到充分发挥;支撑耗能能力主要受三角形钢板个数和黏弹材料剪切面面积影响,增加4个三角形钢板或将黏弹材料剪切面面积从140 mm×140 mm增加到300 mm×140 mm,支撑的等效黏滞阻尼比分别同比增长39.93%和16.09%。

关键词：自复位支撑黏弹阻尼金属屈服阻尼碟形弹簧滞回性能残余变形