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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

一种用于天基低轨卫星网络边缘计算的GA-DDPG卸载算法

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工程科学学报 2024年第2期46卷 343-353页

作者：史栋元王丽娜北京科技大学计算机与通信工程学院通信工程系北京100083

低轨卫星网络是第六代移动通信系统(6G)网络的重要组成部分,弥补了地面基站覆盖的盲区.由于星上计算能力和电池容量受限,导致任务出现时延长和能耗高的问题,因此在低轨卫星网络中引入边缘计算,边缘计算的一项关键技术就是计算卸载.针对... 详细信息

低轨卫星网络是第六代移动通信系统(6G)网络的重要组成部分,弥补了地面基站覆盖的盲区.由于星上计算能力和电池容量受限,导致任务出现时延长和能耗高的问题,因此在低轨卫星网络中引入边缘计算,边缘计算的一项关键技术就是计算卸载.针对计算卸载过程中星间环境动态变化和高维动作空间的问题,提出一种基于遗传算法(GA)和深度确定性策略梯度(DDPG)的天基低轨卫星网络边缘计算卸载算法——GA-DDPG算法.卫星边缘计算环境的不断变化会导致DDPG奖励稀疏和探索性不足,将GA引入到DDPG算法中,首先,利用GA的选择算子使DDPG算法能够适应不断变化的卫星环境;然后,针对动作空间维度变大导致DDPG算法收敛不稳定的问题,利用GA种群的多样化探索和种群的冗余提升DDPG算法收敛的稳定性.仿真结果表明,GA-DDPG卸载算法能够降低天基低轨卫星网络计算负载,且时延和能耗均低于DDPG卸载算法和GA卸载算法.与DDPG卸载算法相比,GA-DDPG卸载算法还能提升收敛速度和稳定性.

关键词：低轨卫星边缘计算任务卸载遗传算法深度强化学习星间链路

基于融合距离的极化SAR图像非局部均值滤波

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系统工程与电子技术 2024年第5期46卷 1493-1502页

作者：曾顶殷君君杨健北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083 清华大学电子工程系北京100084

在极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像降噪领域,常见的非局部均值滤波仅依靠像素间的统计距离进行相似性度量,忽略了像素点的空间信息。本文结合极化SAR数据统计特性和图像空间特征作为像素间的相似性度量,提出了一种... 详细信息

在极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像降噪领域,常见的非局部均值滤波仅依靠像素间的统计距离进行相似性度量,忽略了像素点的空间信息。本文结合极化SAR数据统计特性和图像空间特征作为像素间的相似性度量,提出了一种利用融合距离来计算相邻窗口权重的方法——基于融合距离的非局部均值滤波器。融合距离的引入使得滤波器能够更全面的评估像素间的相似性,从而得到更合适的像素权重。此外,本方法还引进变异系数对邻域窗口的权重进行评估,通过该参数可以控制滤波的程度。在多幅极化SAR图像上的实验结果表明,所提出的滤波器能够在有效抑制斑点噪声的同时保留较为完整的图像边缘信息和极化散射特性。

关键词：极化合成孔径雷达非局部均值滤波相似性度量变异系数

合同文本置标语言CTML:一种面向智能法律合约的法律信息规范化提取方法

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工程科学学报 2024年第1期46卷 109-119页

作者：范雨晴王迪林鸿杰陈娥何啸朱岩北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083 浙江大学控制科学与工程学院杭州310027

智能合约在法律层面的关注度不断提高,如何将现实法律合同转化为智能合约程序,保证法律元素提取和程序转换的规范化已经成为当前的研究热点.据此,从合约模板化和语义规范化的角度出发,提出一种合同文本置标语言(CTML),通过对合同中语法... 详细信息

智能合约在法律层面的关注度不断提高,如何将现实法律合同转化为智能合约程序,保证法律元素提取和程序转换的规范化已经成为当前的研究热点.据此,从合约模板化和语义规范化的角度出发,提出一种合同文本置标语言(CTML),通过对合同中语法、结构、词汇的内容进行标注,实现合同要素的提取与转化.首先,构建合同元模型并建立“要素-属性-成分”的三层语义结构与数源标记语法规则,基于元模型设计面向合同文本的置标语言语法规则,通过CTML完成法律信息规范化提取,形成标注合同;其次,通过递归抽象语法树(AST)并建立映射关系,设计由标注合同到智能法律合约的转换规则,完善法律合同到智能合约可执行代码的转化链条.进而,以保理合同为例,演示了合同文本置标语言的语义提取和代码生成的实际效果,为普通法律合同转化成为智能合约提供了一种技术方法.

关键词：法律信息学智能法律合约置标语言面向领域语言代码生成

基于改进奇异值分解和哈尔小波变化的图像水印算法

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计算机应用 2024年

作者：肖海林孔祥婷王玉周迪戴晓明湖北大学计算机与信息工程学院浙江宇视科技有限公司北京科技大学计算机与通信工程学院

针对传统的水印算法在面对不同类型的攻击时所表现出的鲁棒性和透明性不足，提出一种基于改进奇异值分解(SVD)和哈尔小波变换的图像水印算法。首先，采用最大分割Arnold变换对水印图像进行置乱，以确保图像能量均匀分布，从而提高水印... 详细信息

针对传统的水印算法在面对不同类型的攻击时所表现出的鲁棒性和透明性不足，提出一种基于改进奇异值分解(SVD)和哈尔小波变换的图像水印算法。首先，采用最大分割Arnold变换对水印图像进行置乱，以确保图像能量均匀分布，从而提高水印的稳定性和抗攻击性，使它对潜在威胁具有强大的鲁棒性；其次，为了增强加密过程，引入哈尔小波变换对图像进行多尺度分析，提出改进的经济型奇异值分解方法，进一步提高算法的安全性和稳定性。最后，通过逆变换还原生成图像水印。所提算法具有可逆易操作性，保证了图像的视觉质量。数值仿真实验结果表明：加水印后的5张经典宿主图像在未受攻击时峰值信噪比(PSNR)和结构相似性(SSIM)均大于42.4481dB和0.9994，具有良好的透明性。当面临高斯噪声、椒盐噪声和JPEG压缩等攻击时，所提算法的归一化相关系数(NC)值超过0.9999，优于现有的离散小波变换和奇异值分解(DWT+SVD)，整数小波变换、海森堡矩阵分解和奇异值分解(IWT+HMD+SVD)以及整数小波变换和奇异值分解(IWT+SVD)水印图像算法；即使在其他锐化、运动模糊以及斑点噪声等攻击面前，在相同条件下所提算法的NC值仍保持在0.99以上，验证了该算法在抵抗各种攻击方面的鲁棒性和透明性。

关键词：图像水印二维离散哈尔小波变换经济型奇异值分解海森堡矩阵分解 Arnold置乱

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基于二维码的室内视觉定位系统研究

光学学报 2024年第9期44卷 157-163页

作者：张天意许一祎冯莉芳薛卓北京科技大学计算机与通信工程学院内蒙古汇能煤电集团有限公司

本文研究了一种基于二维码的室内视觉定位系统，首先分析了二维码信标的有效识别范围，推导了基于标志物尺寸、摄像头清晰度等参数的识别范围计算公式，并据此对定位场景的二维码信标布局进行设计，系统定位采用透视n点（PnP）标定算法... 详细信息

本文研究了一种基于二维码的室内视觉定位系统，首先分析了二维码信标的有效识别范围，推导了基于标志物尺寸、摄像头清晰度等参数的识别范围计算公式，并据此对定位场景的二维码信标布局进行设计，系统定位采用透视n点（PnP）标定算法实现，最后通过实验验证二维码识别范围的有效性。实验结果证明，当接收端固定时，识别范围内平均定位误差为8.32 cm，当接收端以直线或环形运动时，二维码的成功识别率分别为92.31%或91.59%,90%的定位结果中误差小于9 cm。

关键词：室内定位视觉标签二维码识别范围误差分析

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关键词提取算法研究综述

中文信息学报 2024年第2期38卷 1-14,24页

作者：崔洪振张龙豪彭云峰邬雯北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083

关键词在医疗、教育、金融、农业及工业制造等领域得到快速发展与广泛应用,得益于其表征海量文本信息的主旨和核心内容。关键词提取成为开启领域研究的必要前置条件,是自然语言处理、知识图谱、系统对话等的关键基础研究热点问题。关键... 详细信息

关键词在医疗、教育、金融、农业及工业制造等领域得到快速发展与广泛应用,得益于其表征海量文本信息的主旨和核心内容。关键词提取成为开启领域研究的必要前置条件,是自然语言处理、知识图谱、系统对话等的关键基础研究热点问题。关键词提取技术和算法成为快速准确获取有效文本信息的关键所在,因而广大研究者对该领域进行了积极探索和应用。该文从现有关键词提取算法的主流流程出发,分析关键词提取过程;结合深度学习和传统机器学习在关键词提取中的应用特点,梳理并详细描述了现有关键词提取方法的计算特征及应用案例;针对提取流程,结合提取特征、典型文献、模型算法、方法描述等,分别分析了有监督提取、无监督提取和半监督提取方法的研究进程、算法机制、优势、局限性及应用场景;通过关键词提取的不同方法和案例给出关键词提取得分解析和评价策略;展望了关键词提取的半监督方法应用前景,以及在特征融合、领域知识及图谱构建中的研究方向和可能面临的挑战。

关键词：关键词提取特征有监督提取方法

基于密度聚类的染色质拓扑相关结构域识别方法

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生物医学工程学杂志 2024年第3期41卷 552-559页

作者：龚海燕张司臣张晓彤北京科技大学新材料技术研究院北京100083 北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083 北京科技大学顺德创新学院广东佛山528399

高通量染色质构象捕获(Hi-C)技术的快速发展为染色质结构分析提供了丰富的基因组位点间交互作用数据,但目前基于Hi-C数据的已有拓扑相关结构域(TAD)识别方法存在准确率低、参数敏感等问题。在此背景下,本文设计并实现了一种基于空间密... 详细信息

高通量染色质构象捕获(Hi-C)技术的快速发展为染色质结构分析提供了丰富的基因组位点间交互作用数据,但目前基于Hi-C数据的已有拓扑相关结构域(TAD)识别方法存在准确率低、参数敏感等问题。在此背景下,本文设计并实现了一种基于空间密度聚类的TAD识别方法。该方法首先对原始Hi-C数据进行预处理,得到归一化后的Hi-C接触矩阵数据;然后计算位点之间的距离矩阵,基于位点的核心距离和可达距离生成可达性图,并提取聚类簇;最后基于聚类结果和TAD提取边界。该方法能够识别出内聚性更高的TAD结构,且TAD边界处富集了更多的ChIP-seq因子。实验结果表明,本文方法在TAD识别中更准确,更具有现实意义。

关键词：高通量染色质构象捕获拓扑相关结构域染色质结构密度聚类生物信息学分析

基于极化SAR梯度和复Wishart分类器的舰船检测

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雷达学报（中英文） 2024年第2期13卷 396-410页

作者：殷君君罗嘉豪李响代晓康杨健北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083 北京无线电测量研究所北京100854 清华大学电子工程系北京100084

舰船检测是极化SAR系统的重要应用之一。现有的舰船检测方法容易受到旁瓣泄露的干扰,使得舰船目标的形态难以提取,导致检测结果不符合真实情况。此外,在舰船过于密集、尺度不一致的情况下,相邻舰船由于旁瓣的影响有时会被认为是单个目标... 详细信息

舰船检测是极化SAR系统的重要应用之一。现有的舰船检测方法容易受到旁瓣泄露的干扰,使得舰船目标的形态难以提取,导致检测结果不符合真实情况。此外,在舰船过于密集、尺度不一致的情况下,相邻舰船由于旁瓣的影响有时会被认为是单个目标,从而造成漏检。针对这些问题,该文提出一种基于极化SAR梯度和复Wishart分类器的舰船检测方法。首先,将似然比检验(LRT)梯度引入对数比值梯度框架,使其适用于极化SAR数据;基于LRT梯度图进行恒虚警(CFAR)检测,提取舰船的边缘信息,消除伪影的同时抑制强旁瓣对舰船精细轮廓提取的影响。其次,利用复Wishart迭代分类器对舰船强散射部分进行检测,可排除大部分的杂波干扰且保持舰船形态细节。最后,将二者信息融合,从而可以保持舰船形态细节的同时克服旁瓣和伪信号的虚警。该文在3幅来自ALOS-2卫星的极化SAR图像上进行了对比实验,实验表明与其他方法相比,该文所提算法具有更少的虚警和漏检,且能够有效克服旁瓣泄露,保持舰船形态细节。

关键词：舰船检测极化合成孔径雷达比值梯度似然比检验复Wishart分类器