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基于标签视觉原型学习的多标签图像分类

计算机工程 2024年

作者：李娇范浩东洪旭东许镇义樊旭黄俊安徽工业大学计算机科学与技术学院合肥综合性国家科学中心人工智能研究院安徽省工业互联网智能应用与安全工程研究中心

目前众多的多标签图像分类研究将标签语义信息和标签共现概率作为先验知识，引导学习多标签分类模型。但这类方法大多依赖额外的语义信息，难以处理不同模态间的信息不匹配问题，且标签共现概率的计算也容易受到数据不平衡和噪声的影响... 详细信息

目前众多的多标签图像分类研究将标签语义信息和标签共现概率作为先验知识，引导学习多标签分类模型。但这类方法大多依赖额外的语义信息，难以处理不同模态间的信息不匹配问题，且标签共现概率的计算也容易受到数据不平衡和噪声的影响。本研究提出了一种基于标签视觉原型学习的多标签图像分类方法，仅利用图像本身的视觉信息，通过生成标签视觉原型的方式构建多标签分类器。该方法不仅减少了对先验知识的依赖，还充分利用了图像自身的视觉信息，有效提升了分类性能。首先，本文设计了基于类特定激活图的注意力模块，引导模型关注图像中与类别更加相关的区域，并生成类特定特征表示；其次，通过捕获每个标签的视觉原型表示，构建标签视觉原型字典，充分发挥视觉特征信息与图像分类任务的适配性。最后，以该字典作为多标签分类器，重构输入图像的视觉特征，进而获取标签的预测概率，该方法在三个标准多标签图像分类数据集上的分类准确率均得到了提升。

关键词：深度学习多标签图像分类标签视觉原型字典学习注意力机制

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面向任务的重叠联盟结构生成计算复杂性

控制理论与应用 2024年第1期41卷 163-171页

作者：张国富宋晓晓苏兆品岳峰合肥工业大学计算机与信息学院安徽合肥230601 合肥工业大学智能互联系统安徽省实验室安徽合肥230009 合肥工业大学工业安全应急技术安徽省重点实验室安徽合肥230601

传统的重叠联盟形成问题大都聚焦智能体,鲜有从任务视角出发.为此,本文首先构建了一种面向任务的重叠联盟结构生成模型,并分析了其解空间和相关决策问题的计算复杂性.此外,基于流网络分别设计了相应的孤立联盟、重叠联盟、重叠联盟结构... 详细信息

传统的重叠联盟形成问题大都聚焦智能体,鲜有从任务视角出发.为此,本文首先构建了一种面向任务的重叠联盟结构生成模型,并分析了其解空间和相关决策问题的计算复杂性.此外,基于流网络分别设计了相应的孤立联盟、重叠联盟、重叠联盟结构成功性判别算法和最优重叠联盟结构生成算法.分析结果表明,判别孤立联盟、重叠联盟、重叠联盟结构的成功性的时间复杂度均与智能体数和任务数呈多项式关系,而搜索最优重叠联盟结构的时间复杂度与智能体数和任务数呈指数关系.最后,通过仿真实验验证了上述结果.

关键词：多智能体系统重叠联盟结构生成计算复杂性成功性判别流网络

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基于采样的数据流差分隐私快速发布算法

计算机研究与发展 2024年第10期61卷 2433-2447页

作者：王修君莫磊郑啸卫琳娜董俊刘志郭龙坤安徽工业大学计算机科学与技术学院安徽马鞍山243032 安徽省工业互联网智能应用与安全工程研究中心(安徽工业大学) 安徽马鞍山243032 福州大学数学与统计学院福州350108 中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所合肥230031 电气通信大学日本东京163-8001

基于云原生数据库的许多应用场景需要处理海量的数据流.为了实时分析数据流中的群体趋势信息而又不泄露单个用户的隐私,这些应用需要在每个时刻都可以为数据流中的最近数据集快速创建可以安全发布的差分隐私直方图.然而,现有的直方图发... 详细信息

基于云原生数据库的许多应用场景需要处理海量的数据流.为了实时分析数据流中的群体趋势信息而又不泄露单个用户的隐私,这些应用需要在每个时刻都可以为数据流中的最近数据集快速创建可以安全发布的差分隐私直方图.然而,现有的直方图发布方法因缺乏高效数据结构,导致无法快速提取关键信息以确保数据的实时可用性.为解决此问题,深入分析数据采样与隐私保护之间的关系,提出基于采样的数据流差分隐私快速发布算法SPF(sampling based fast publishing algorithm with differential privacy for data stream).SPF首创高效数据流采样草图结构(efficient data stream sampling sketch structure,EDS),EDS对滑动窗口内数据进行采样统计估计,并过滤不合理数据,实现了对关键信息的快速提取.然后,证明EDS结构输出的近似值理论上等效于对真实值添加差分隐私噪声.最后,为了满足用户所提供的隐私保护强度,并且避免正确反映原始数据流的真实情况,提出了一种基于高效数据流采样的自适应加噪算法.根据用户的隐私保护强度和EDS结构所提供的隐私保护强度之间的关系,通过隐私分配的方式自适应生成最终可发布直方图.实验证明,相较于现有算法,SPF在保持相同数据可用性的前提下显著降低了时间和空间开销.

关键词：云原生数据库滑动窗口数据流差分隐私数据采样数据发布

自然环境背景噪声下基于低维深度特征的手机来源识别

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电子学报 2021年第4期49卷 637-646页

作者：苏兆品吴张倩岳峰武钦芳张国富大数据知识工程教育部重点实验室(合肥工业大学) 安徽合肥230601 合肥工业大学计算机与信息学院安徽合肥230601 智能互联系统安徽省实验室安徽合肥230009 工业安全与应急技术安徽省重点实验室(合肥工业大学) 安徽合肥230601

基于语音的手机来源识别是近年来多媒体取证领域中的一个研究热点,但已有研究大都局限于纯净语音或人工背景噪声语音.本文以自然环境背景噪声下的手机语音为研究对象,提出一种基于低维深度特征的手机来源识别方法.首先提取对数域的Mel... 详细信息

基于语音的手机来源识别是近年来多媒体取证领域中的一个研究热点,但已有研究大都局限于纯净语音或人工背景噪声语音.本文以自然环境背景噪声下的手机语音为研究对象,提出一种基于低维深度特征的手机来源识别方法.首先提取对数域的Mel滤波器组系数作为基本的声学特征,然后输入到时间卷积网络中进行训练,进一步提取能够表征语音设备的深度特征,并利用线性判别分析进行降维,去除高维深度特征中的冗余.最后,将得到的低维深度特征输入到支持向量机中进行分类和识别.在47种不同型号手机录制的37600条自然环境背景噪声语音样本库上的测试结果表明,本文所提方法在自然环境背景噪声下具有更优的识别性能,且对不同品牌、相同品牌不同型号、不同样本长度、不同数据集规模和不同采样率都具有很好的适应性.

关键词：手机来源识别自然环境背景噪声低维深度特征时间卷积网络线性判别分析

基于特征优化和随机森林算法的锂离子电池SOH估计

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机械工程学报 2024年第12期60卷 335-343页

作者：武骥方雷超刘兴涛陈佳佳刘晓剑吕帮合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009 安徽省智能汽车工程实验室合肥230009

电池健康状态(State of health,SOH)估计是电动汽车动力电池管理系统的重要功能之一。对其准确估计有利于延长锂离子电池的寿命,保障车辆安全可靠运行。面向数据驱动的锂离子电池SOH估计方法,针对以往方法存在无法平衡SOH估计精度和模... 详细信息

电池健康状态(State of health,SOH)估计是电动汽车动力电池管理系统的重要功能之一。对其准确估计有利于延长锂离子电池的寿命,保障车辆安全可靠运行。面向数据驱动的锂离子电池SOH估计方法,针对以往方法存在无法平衡SOH估计精度和模型计算成本的问题,提出一种基于特征优化的解决方案。首先基于部分充电电压曲线和增量容量曲线提取多个特征,通过随机森林算法中的基尼系数计算出各个特征的重要性;然后综合考虑模型的估计准确度和所选子集的特征数量等两方面因素选择出最优特征子集;最后应用随机森林算法建立电池老化模型并估计SOH。结果表明,该SOH估计方法的平均绝对误差和均方根误差分别在0.4%和0.5%以内。该方法中的特征优化策略能够选择出最优的特征集合,结合随机森林算法后可以在实现较高SOH估计精确度的同时降低模型的计算成本。

关键词：锂离子电池 SOH估计特征选择随机森林算法

时变时延下喷涂机器人双边遥操作位姿控制策略

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机械工程学报 2024年第11期60卷 226-236页

作者：刘亚军訾斌潘敬锋钱森合肥工业大学机械工程学院合肥230009 智能互联系统安徽省实验室合肥230009

遥操作技术在喷涂示教任务中应用时需要保证主从端机器人位置与姿态的同步。然而,通信时延会带来遥操作系统的不稳定。为此,提出一种在工作空间中喷涂机器人双边遥操作位姿控制策略。分别建立主从端机器人的预测代理模型,通过预测代理... 详细信息

遥操作技术在喷涂示教任务中应用时需要保证主从端机器人位置与姿态的同步。然而,通信时延会带来遥操作系统的不稳定。为此,提出一种在工作空间中喷涂机器人双边遥操作位姿控制策略。分别建立主从端机器人的预测代理模型,通过预测代理模型互联降低时间延迟对系统跟踪性能的影响。将主从端受到的外力视为半自主反馈回路的外部激励,并配置了阻尼注入控制器,使遥操作系统实现鲁棒稳定。以PhantomOmni机器人和FrankaPanda机器人分别为主端和从端搭建了遥操作喷涂示教实验平台,并进行控制策略的验证。实验结果表明,该位姿控制策略能够在系统存在时变时延条件下实现自由空间运动时的主从端位置和姿态的同步,以及在从端与环境有接触时实现系统位置和姿态跟踪误差有界以及有效的力反馈。

关键词：喷涂机器人双边遥操作时变时延透明性

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工业软件一体化与标识解析路径研究

中国工程科学 2022年第2期24卷 96-105页

作者：王昭洋池程许继平龚向南姜露北京工商大学人工智能学院北京100048 中国轻工业工业互联网与大数据重点实验室北京100048 中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所北京100191

工业软件一体化是支撑工业企业生产运行及数字化转型的重要基础,也是实现产品全生命周期管理的核心依托;标识解析路径作为实现工业全要素互通的关键枢纽,助力工业软件的深度集成与融合。本文针对我国工业软件一体化发展面临的数据孤岛... 详细信息

工业软件一体化是支撑工业企业生产运行及数字化转型的重要基础,也是实现产品全生命周期管理的核心依托;标识解析路径作为实现工业全要素互通的关键枢纽,助力工业软件的深度集成与融合。本文针对我国工业软件一体化发展面临的数据孤岛、业务孤岛现状,从产品设计生产、质量信息追溯、企业“业财融合”等角度分析了工业软件一体化的应用需求;通过剖析工业软件一体化的国内外发展历程,总结了工业软件在市场占有率、使用成本、系统协调联动,高端制造应用、核心技术竞争、信息安全风险、生态体系建设等软件全套采购方面存在的问题。围绕物理网关、接口平台、云组件技术等重点方向,提出了工业软件一体化与标识解析相结合的发展思路,涵盖工业软件一体化集成的技术架构、标识解析技术路径、数据管理方式、核心功能等要素。研究建议,从行业驱动、企业思想、人才支撑等角度着手,努力推动标识解析体系与工业软件对接,更好促进工业软件的互联互通。

关键词：工业软件标识解析信息孤岛数字化转型

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基于大数据的智能烧结预测技术研究进展

冶金自动化 2024年第4期 64-76页

作者：张学锋唐晶晶黄刘松闻亦昕安徽省工业互联网智能应用与安全工程研究中心马鞍山师范高等专科学校

烧结是高炉炼铁的重要工序之一，使用智能化技术准确预测烧结过程中状态、质量等参数控制烧结过程，对于降低生产成本、优化烧结过程以及提高生产安全性至关重要。首先剖析了大数据平台在烧结参数预测技术中的作用，其次从烧结终点位置... 详细信息

烧结是高炉炼铁的重要工序之一，使用智能化技术准确预测烧结过程中状态、质量等参数控制烧结过程，对于降低生产成本、优化烧结过程以及提高生产安全性至关重要。首先剖析了大数据平台在烧结参数预测技术中的作用，其次从烧结终点位置预测、烧结料层透气性预测、烧结终点温度预测、FeO含量预测、转鼓强度预测、点火温度预测、风箱阀门开度预测以及经济技术指标预测等方面对比分析了智能化技术在烧结生产过程中的应用情况，并重点分析了FeO含量预测从人工观察法到数学模型法再到人工智能法的发展历程，揭示了基于大数据的智能烧结预测技术的发展状况以及演变规律。另外，对智能烧结预测技术在烧结生产预测上的不足以及发展趋势进行了探讨。

关键词：烧结大数据智能化预测

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改进多目标蚁狮算法的WSNs节点部署策略

西安电子科技大学学报 2022年第5期49卷 47-59页

作者：张浩覃涛徐凌桦王霄杨靖贵州大学电气工程学院贵州贵阳550025 贵州省互联网+协同智能制造重点实验室贵州贵阳550025

针对无线传感网络节点部署中需要均衡覆盖率、连通度、节点数目等问题,构建了最低覆盖率与节点间连通性为约束条件的多目标节点部署模型,利用Pareto最优解集的思想,提出了一种基于改进多目标蚁狮算法的节点部署策略。首先,使用Fuch混沌... 详细信息

针对无线传感网络节点部署中需要均衡覆盖率、连通度、节点数目等问题,构建了最低覆盖率与节点间连通性为约束条件的多目标节点部署模型,利用Pareto最优解集的思想,提出了一种基于改进多目标蚁狮算法的节点部署策略。首先,使用Fuch混沌映射初始化种群,以增加种群的多样性,同时引入自适应收缩边界因子改善算法易陷入局部最优的缺点;然后,利用时变策略对蚂蚁位置扰动以增强算法的寻优能力;再后,通过测试函数与其他多目标算法进行对比分析,结果表明改进后的算法在不同的测试函数上均能获得最小的世代距离与反向世代距离值,验证了所提策略的有效性;最后,将改进多目标蚁狮算法应用于无线传感器网络多目标节点部署中。仿真结果表明,相对于其他几种多目标算法,改进多目标蚁狮算法能有效解决无线传感器网络节点的多目标优化部署问题,提高了监测区域覆盖率与连通性,并为决策者提供更多可行解。

关键词：无线传感网络节点部署多目标优化蚁狮算法 Pareto原则