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一种基于数据分布的不平衡数据过采样方法

安徽大学学报（自然科学版） 2024年第5期48卷 26-36页

作者：陈丽萍王洪海何舒平巢湖学院计算机与人工智能学院安徽巢湖238024 安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601

针对现有不平衡数据过采样方法生成重叠样本、潜在价值不高样本以及过拟合等问题,提出了一种基于数据分布的过采样方法.该方法首先将少数类样本划分成不同子簇,根据样本的空间分布位置识别噪声样本和少数类边界样本,并删除噪声样本;进... 详细信息

针对现有不平衡数据过采样方法生成重叠样本、潜在价值不高样本以及过拟合等问题,提出了一种基于数据分布的过采样方法.该方法首先将少数类样本划分成不同子簇,根据样本的空间分布位置识别噪声样本和少数类边界样本,并删除噪声样本;进而将对分类边界决策影响大的少数类边界样本作为种子样本,并结合种子样本所在子簇的稀疏因子及其识别的难易程度确定采样权重;最后在种子样本所在的子簇中生成新样本.为了验证所设计采样方法的有效性,分别使用AdaBoost(adaptive boosting)和SVM(support vector machine)算法对12个数据集进行分类实验,结果表明,与传统的过采样算法相比,所设计的过采样方法在保证了整体分类性能下,提高了不平衡数据中对少数类的分类效果.

关键词：不平衡数据数据分布过采样稀疏因子重叠样本

基于残差单元与注意力门的非对称编解码海杂波抑制网络

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电子学报 2024年第8期52卷 2628-2640页

作者：陈胜垚胡晨康程智勇席峰刘中南京理工大学电子工程与光电技术学院江苏南京210094 巢湖学院计算机与人工智能学院安徽合肥238024

针对非均匀海杂波环境下弱小目标检测困难的问题,本文基于复值残差单元和注意力门机制,提出一种用于海杂波抑制的非对称编解码网络(Asymmetric Encoder-Decoder Network,AED-Net).该网络以雷达回波经匹配滤波后得到的复值信号为输入,利... 详细信息

针对非均匀海杂波环境下弱小目标检测困难的问题,本文基于复值残差单元和注意力门机制,提出一种用于海杂波抑制的非对称编解码网络(Asymmetric Encoder-Decoder Network,AED-Net).该网络以雷达回波经匹配滤波后得到的复值信号为输入,利用复值残差单元取代常规卷积单元进行弱小目标和海杂波特征的提取,增强网络特征提取能力的同时避免特征信息退化.然后采用注意力门模块将编码路径各模块提取的特征信息分别送入到解码路径对应的模块.最终输出海杂波抑制后的复值信号.由于各注意力门的输入和输出维度可根据网络结构自主选择,该网络设计是一种非对称编解码结构.与典型对称编解码网络UNet相比,复值残差单元与注意力门的引入显著降低了特征信息的冗余度,增强特征信息的提取与传递,提升了海杂波抑制性能.与此同时,复值残差单元的参数规模远小于卷积单元,而注意力门的引入也有效减少解码路径单元的数量,整个网络的参数规模显著减小.基于海杂波实测数据的实验结果表明,与典型复值UNet(Complex Value-UNet,CV-UNet)网络相比,AED-Net的输出信杂比平均提升9 dB,有效工作的最低信杂比降低了3 dB,模型参数量和计算量分别减少57.8%、50%.

关键词：海杂波抑制编解码网络残差结构注意力门复值信号

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改进FCENet的自然场景文本检测算法

计算机工程与应用 2024年第3期60卷 228-236页

作者：周燕廖俊玮刘翔宇周月霞曾凡智佛山科学技术学院计算机系广东佛山528000

针对自然场景文本检测中由于背景复杂、尺度多变、形状弯曲等造成的检测难题,提出了一种改进FCENet(Fourier contour embedding network)的场景文本检测算法。该算法基于FCENet并引入了多尺度残差特征增强模块和多尺度注意力特征融合模... 详细信息

针对自然场景文本检测中由于背景复杂、尺度多变、形状弯曲等造成的检测难题,提出了一种改进FCENet(Fourier contour embedding network)的场景文本检测算法。该算法基于FCENet并引入了多尺度残差特征增强模块和多尺度注意力特征融合模块。多尺度残差特征增强模块作为骨干网络顶层的残差分支,增强了特征金字塔结构自上而下的高层语义信息流动,提高了文本像素分类能力,有效减少误检现象。多尺度注意力特征融合模块使不同语义和尺度的特征能够更好地融合,结合自底向上的特征融合网络,有效避免文本过度分割并提高了弯曲文本的检测能力。实验结果表明,该方法在弯曲文本数据集CTW1500和Total-Text上的综合指标F值分别达到了86.2%和86.5%,相比原算法FCENet分别提升了1.1和0.7个百分点。

关键词：自然场景文本检测特征融合特征增强注意力机制 FCENet

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跨域人脸活体检测的单边对抗网络算法

计算机工程与应用 2024年第5期60卷 103-111页

作者：曾凡智吴楚涛周燕佛山科学技术学院计算机系广东佛山528000

现有跨域人脸活体检测算法,其特征提取过程容易发生过拟合和缺乏特征聚合所导致的泛化性不足问题。针对该问题,提出了跨域人脸活体检测的单边对抗网络算法,将分组卷积与改进的倒残差结构融合替换普通卷积,降低网络参数同时加强人脸细粒... 详细信息

现有跨域人脸活体检测算法,其特征提取过程容易发生过拟合和缺乏特征聚合所导致的泛化性不足问题。针对该问题,提出了跨域人脸活体检测的单边对抗网络算法,将分组卷积与改进的倒残差结构融合替换普通卷积,降低网络参数同时加强人脸细粒度特征的表达能力,并引入自适应特征归一化模块,强调图像中人脸活体信息区域淡化无关背景区域,有效避免人脸活体信息的过拟合并加强来自不同源域的人脸活体检测能力。基于NetVLAD引入通道注意力机制模块,通道注意力机制模块作为特征聚合网络的分支,学习不同源域中人脸局部特征的语义信息,有效增强对不同源域的人脸活体信息分类的泛化能力。设计两模块融合网络以提高未知场景下跨域人脸活体检测精度。在OULU-NPU、CASIA-FASD、MSU-MFSD和Idiap Replay-Attack数据集上的实验结果表明,该算法在跨数据集测试O&C&M to I、O&C&I to M、I&C&M to O、O&M&I to C均有不错的表现,其中,在O&C&I to M及O&M&I to C性能评估指标分别提升了0.99个百分点和0.5个百分点的精度。

关键词：域泛化生成对抗网络人脸活体检测自适应归一化注意力机制

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深度学习的自然场景文本识别方法综述

计算机科学与探索 2024年第5期18卷 1160-1181页

作者：曾凡智冯文婕周燕佛山科学技术学院计算机系广东佛山528000

自然场景文本识别在学术研究和实际应用中具有重要价值,已经成为计算机视觉领域的研究热点之一。然而,识别过程存在文本风格多样、背景环境复杂等挑战,导致识别效率和准确率不佳。传统的基于手工设计特征文本识别方法由于其有限的表示能... 详细信息

自然场景文本识别在学术研究和实际应用中具有重要价值,已经成为计算机视觉领域的研究热点之一。然而,识别过程存在文本风格多样、背景环境复杂等挑战,导致识别效率和准确率不佳。传统的基于手工设计特征文本识别方法由于其有限的表示能力,不足以有效地应对复杂的自然场景文本识别任务。近年来,采用深度学习方法在自然场景文本识别中取得了重大进展,系统地梳理了近年来相关研究工作。首先,根据是否需要对单字符进行分割,将自然场景文本识别方法分为基于分割与无需分割的方法,再根据其技术实现特点将无需分割的方法进行细分,并对各类最具有代表性的方法工作原理进行了阐述。然后,介绍了当前常用数据集以及评价指标,并在数据集上对各类方法进行了性能对比,从多个方面讨论了各类方法的优势与局限性。最后,指出基于深度学习的自然场景文本识别研究存在的不足和难点,对其未来的发展趋势进行了展望。

关键词：文本识别深度学习自然场景

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物联网开放环境多源异构传感数据低能耗采集

传感技术学报 2024年第3期37卷 539-544页

作者：刘海鸥马青云广州软件学院计算机系广东广州510900 广州软件学院电子系广东广州510900

物联网开放环境存在大规模异构数据,增加了传感数据采集的能耗,且容易导致采集误差。为此,提出了物联网开放环境多源异构传感数据低能耗采集。利用数据采集时间、负载均衡度和数据采集过程中的能量损耗为评价函数。并在此基础上构建数... 详细信息

物联网开放环境存在大规模异构数据,增加了传感数据采集的能耗,且容易导致采集误差。为此,提出了物联网开放环境多源异构传感数据低能耗采集。利用数据采集时间、负载均衡度和数据采集过程中的能量损耗为评价函数。并在此基础上构建数据采集分配模型,之后布置相关传感网络节点,收集数据信息。构建传感器节点优化部署模型,优化网络信道分配,降低数据采集能耗,以此达到低能耗数据采集的目的。实验验证表明,使用该方法对数据实施采集,当丢包率达到15%时,数据采集误差为0.03 m。平均能量消耗为5.24 J,平均节点存活数量为141个,平均采集数据量为2.18×10~3 bit,该方法优化了数据采集误差和网络信道的分配性能,有效降低了传感数据的采集能耗。

关键词：传感器网络数据低能耗采集物联网负载均衡度多源异构传感

基于光纤的传感物联网吞吐量最大化中继节点选择

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传感技术学报 2024年第2期37卷 339-344页

作者：马青云刘海鸥广州软件学院电子系广东广州510900 广州软件学院计算机系广东广州510900

中继节点是传感物联网通信的中转中心,其选择的合理性对保证物联网通信稳定和信息吞吐量具有重要意义。提出基于光纤的传感物联网吞吐量最大化中继节点选择方法。构建传感物联网模型,在平面中任意布局节点,利用所在点数据整合全部节点,... 详细信息

中继节点是传感物联网通信的中转中心,其选择的合理性对保证物联网通信稳定和信息吞吐量具有重要意义。提出基于光纤的传感物联网吞吐量最大化中继节点选择方法。构建传感物联网模型,在平面中任意布局节点,利用所在点数据整合全部节点,在目标光纤传感器基站中找出主瓣,识别光源节点传输的信号。计算节点能量平均数,在自适应状态中将能量的分母最小化。在候选节点选取可将已知的光信道状态完整传输给其他节点的中继节点,基于统计独立分布获得系统平均接收信噪比,选择光纤传感器天线完成吞吐量最大化中继节点选择。仿真结果表明,所提方法在节点数量为22时的中断概率趋近于0;在光源节点功率30 dBm时,网络吞吐率达到98%。

关键词：光纤传感器物联网技术中继节点选择网络吞吐量光纤信噪比

融合改进A^(*)算法和优化动态窗口法的路径规划

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计算机集成制造系统 2024年第1期30卷 184-195页

作者：邹文韩丙辰李鹏飞田剑锋太原师范学院计算机系山西晋中030619 太原师范学院物理系山西晋中030619

针对传统A^(*)算法在栅格数量较多时存在折点多、耗时长,以及动态窗口法在复杂环境下灵活性差的问题,提出一种融合改进A^(*)算法和优化动态窗口法的路径规划算法。首先,在传统栅格地图上建立一层粒度值更大的拓扑层地图,接着将拓扑层规... 详细信息

针对传统A^(*)算法在栅格数量较多时存在折点多、耗时长,以及动态窗口法在复杂环境下灵活性差的问题,提出一种融合改进A^(*)算法和优化动态窗口法的路径规划算法。首先,在传统栅格地图上建立一层粒度值更大的拓扑层地图,接着将拓扑层规划出的路径在栅格地图上进行优化,删除冗余节点、提高路径平滑度。通过增加机器人在不同场景下的运动状态来优化动态窗口法。最后,将全局规划的关键点作为局部规划的临时目标点,实现两种算法的融合。通过对比试验,证明融合算法不仅保证了全局路径较优而且减少了折点数、耗费时间,还提高了机器人在动态环境下路径的平滑度和灵活性。

关键词：移动机器人路径规划改进A^(*)算法优化动态窗口法

基于卷积神经网络的特定目标文本情感分析模型

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吉首大学学报（自然科学版） 2024年第1期45卷 24-29页

作者：叶海燕巢湖学院计算机与人工智能学院安徽巢湖238000

在特定目标文本情感分析过程中,文本序列分类受标注方式的限制,导致分析结果的准确率和召回率较低.为了解决这个问题,构建了基于卷积神经网络的特定目标文本情感分析模型(文本分析模型).根据情感差异分析特定目标文本序列,在输入层将文... 详细信息

在特定目标文本情感分析过程中,文本序列分类受标注方式的限制,导致分析结果的准确率和召回率较低.为了解决这个问题,构建了基于卷积神经网络的特定目标文本情感分析模型(文本分析模型).根据情感差异分析特定目标文本序列,在输入层将文本特征矩阵作为卷积神经网络语言模型的输入数据,拼接成词性序列矩阵;分段池化捕获文本序列不同的关键特征,并分类处理提取到的特征向量;加入dropout机制完成特定目标文本情感分类,确定文本中每个词的重要度信息,实现特定目标文本情感分析.实验结果表明,文本分析模型的准确率高于84%,召回率最大值为87%,能够有效实现特定目标文本情感分析.

关键词：卷积神经网络特定目标 dropout机制文本情感