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GSM-CrackFormer: 基于高斯尺度混合模型的多应用场景裂缝检测方法

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：黄廷辉李升典桂林电子科技大学计算机与信息安全学院

传统图像处理方法或机器学习方法解决裂缝检测问题通常仅适应特定场景. 随着场景切换，此类方法的检测精度会受到显著的影响，在多应用场景下缺乏鲁棒性. 为了适应多应用场景，在原裂缝检测方法CrackFormer基础上进行出改进，提出... 详细信息

传统图像处理方法或机器学习方法解决裂缝检测问题通常仅适应特定场景. 随着场景切换，此类方法的检测精度会受到显著的影响，在多应用场景下缺乏鲁棒性. 为了适应多应用场景，在原裂缝检测方法CrackFormer基础上进行出改进，提出一种基于高斯尺度混合模型的检测方法——GSM-CrackFormer. 首先通过高斯尺度混合模型构建描述裂缝特征的高斯分布的模块; 然后结合门控机制设计信号转换模块，将由分布生成的裂缝特征信息转化为锐化裂缝语义特征的指导信号，通过新颖的上下采样策略进一步平衡模型感受野与其捕获细节特征能力之间的关系; 最后调整损失函数，缓解裂缝像素与非裂缝像素之间不平衡的问题. 在多样化场景数据集CrackSeg9k上进行训练和评估的实验结果表明，所提方法优于目前最先进的方法，其全局最佳(ODS)指标达到0.784，单图最佳(OIS)指标达到0.785，平均交并比(MIoU)达到0.828.

关键词：裂缝检测图像处理方法高斯尺度混合模型裂缝检测场景上下采样策略

多智能体系统基于自适应控制下的二分-分量一致性

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控制与决策 2024年第5期39卷 1754-1760页

作者：华彩凤马忠军李科赞桂林电子科技大学数学与计算科学学院广西桂林541004 桂林电子科技大学广西应用数学中心广西桂林541004 桂林电子科技大学广西密码学与信息安全重点实验室广西桂林541004

二分-分量一致性是指网络系统中部分具有相似特性智能体的某些分量随时间推移趋于相同的值,而剩余智能体的某些分量则随时间趋于相反的值,是一种弱于恒同一致和二分一致的动力学行为.为此,对符号网络上非线性多智能体系统的二分-分量一... 详细信息

二分-分量一致性是指网络系统中部分具有相似特性智能体的某些分量随时间推移趋于相同的值,而剩余智能体的某些分量则随时间趋于相反的值,是一种弱于恒同一致和二分一致的动力学行为.为此,对符号网络上非线性多智能体系统的二分-分量一致性问题展开研究.首先,针对多智能体系统中各智能体之间存在的合作关系或竞争关系,设计有效的自适应牵制控制器;随后,基于Lyapunov稳定性理论和矩阵理论,导出该非线性系统二分-分量一致性得以实现的充分条件;最后,通过数值模拟验证理论结果.

关键词：网络系统非线性多智能体系统自适应控制二分-分量一致

静电聚焦脉冲展宽分幅相机中的空间电荷效应研究

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光学学报 2024年

作者：白雁力黄国纯秦兴国桂林电子科技大学电子工程与自动化学院桂林电子科技大学计算机与信息安全学院

静电聚焦脉冲展宽分幅相机是具长漂移区、电子光学成像系统和超快时间分辨率的二维超快诊断设备，而空间电荷效应引起的时空弥散，则是影响其性能提升的重要因素。为研究静电聚焦中的空间电荷效应，采用双静电透镜设计成像系统，分析成... 详细信息

静电聚焦脉冲展宽分幅相机是具长漂移区、电子光学成像系统和超快时间分辨率的二维超快诊断设备，而空间电荷效应引起的时空弥散，则是影响其性能提升的重要因素。为研究静电聚焦中的空间电荷效应，采用双静电透镜设计成像系统，分析成像电场中的电子脉冲动态特性；基于电子脉冲电势分布、电场力方程和平均场理论，推导动态空间电荷效应计算方法，分析不同成像电场分布对空间电荷效应时空弥散的影响，并采用与最大值的相对误差平均值MRE进行量化评价。研究结果显示，由不同间距透镜构成的成像电场分布，不仅引起漂移过程中的电子脉冲发散和聚焦最佳位置变化，而且也对空间电荷效应时空弥散及其均匀性影响显著。随着透镜间距由70 mm增加至370 mm，成像电场分布的均匀度逐渐提升，并对电子脉冲的发散和聚焦能力逐渐均衡，使得电子脉冲的动态半径变化逐渐平缓。当透镜间距为370 mm时，离轴25 mm区域内的时空弥散在数值上最优，其范围分别为0.28～0.45 ps(MRE为22.13%)和2.09～6.34μm(MRE为43.17%)；而当间距为310 mm时，时空弥散的均匀性则到达最优，范围分别为0.33～0.44ps(MRE为10.99%)和4.11～8.78μm(MRE为22.94%)。研究结论为分析静电聚焦脉冲展宽分幅相机中的空间电荷效应时空弥散及其均匀性，提供一定的理论参考。

关键词：超快光学超快诊断技术脉冲展宽分幅相机静电聚焦成像系统空间电荷效应

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基于多源数据聚合的神经网络侧信道攻击

计算机研究与发展 2024年第1期61卷 261-270页

作者：张润莲潘兆轩李金林武小年韦永壮密码学与信息安全重点实验室(桂林电子科技大学) 广西桂林541004

基于深度学习的侧信道攻击需要针对密码算法的每一个密钥字节建模并训练,数据采集和模型训练开销大.针对该问题,提出一种基于多源数据聚合的神经网络侧信道攻击方法.为筛选具有良好泛化效果的密钥字节泄露数据进行数据聚合,以AES-128算... 详细信息

基于深度学习的侧信道攻击需要针对密码算法的每一个密钥字节建模并训练,数据采集和模型训练开销大.针对该问题,提出一种基于多源数据聚合的神经网络侧信道攻击方法.为筛选具有良好泛化效果的密钥字节泄露数据进行数据聚合,以AES-128算法为例,先基于16个密钥字节的泄露数据训练16个单密钥字节模型,分别实现对16个密钥字节的恢复;其次,设计一种打分机制评估各单密钥字节模型的泛化效果,通过得分排序筛选出对各密钥字节恢复效果最好的单密钥字节模型;最后,以筛选模型所对应的各密钥字节泄露数据集构建多源数据聚合模型进行训练,实现密钥恢复.实验测试结果表明,多源数据聚合模型具有良好的泛化效果,有效提高了密钥恢复的准确率和效率,降低了恢复密钥所需的能量迹数量,其在采集能量迹较少的情况下依然具有较好的攻击效果.

关键词：侧信道攻击神经网络打分机制数据聚合数据标签

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基于动态时空信息融合的视频行为识别

计算机应用与软件 2024年第4期41卷 179-184页

作者：史亚琪赵峰桂林电子科技大学计算机与信息安全学院广西桂林541004

由于视频数据在时空维度上具有复杂和冗余的信息。针对这个问题,提出运动模块,该模块基于时空特征去计算像素特征之间的时空差异。将动态的时空差异分解为两个分支进行处理,一个分支用于修正相邻帧间特征差上的时空位移,另一个分支用于... 详细信息

由于视频数据在时空维度上具有复杂和冗余的信息。针对这个问题,提出运动模块,该模块基于时空特征去计算像素特征之间的时空差异。将动态的时空差异分解为两个分支进行处理,一个分支用于修正相邻帧间特征差上的时空位移,另一个分支用于捕获此时间差上的上下文信息。在当前时间差中,对时空差异的像素点的概率分布进行建模。结果表明,在尽量不影响计算量(flops)与参数量的情况下,运动模块提高了视频识别任务方面的性能,并在公共数据集上证实了其有效性和效率。

关键词：深度学习时空特征特征融合行为识别

基于EDAS和共识模型的动态概率语言多属性群决策方法

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控制与决策 2024年第4期39卷 1379-1386页

作者：张发明朱姝琪桂林电子科技大学商学院广西桂林541004

针对评价信息为概率语言术语且属性权重未知的多属性群决策问题,提出一种新的、基于离平均解距离(EDAS)和共识模型的概率语言多属性后悔理论群决策方法.首先,考虑到现实决策中决策者面对方案选择时会呈现“有限理性”的行为,将后悔理论... 详细信息

针对评价信息为概率语言术语且属性权重未知的多属性群决策问题,提出一种新的、基于离平均解距离(EDAS)和共识模型的概率语言多属性后悔理论群决策方法.首先,考虑到现实决策中决策者面对方案选择时会呈现“有限理性”的行为,将后悔理论融入群决策方法的研究中,通过计算决策者的后悔-欣喜值来度量其感知效用;其次,将EDAS方法与概率语言信息处理相结合用于方案排序,并基于最大化偏差法思想,给出一种概率语言多属性决策问题属性权重的确定方法,以得到初始解决方案;然后,对初始解决方案进行共识测度,进一步根据个人属性集得到个人方案集,通过共识模型的动态反馈调整,得到符合大多数决策者意愿的最终解决方案;最后,以共享自行车设计方案的选择为例对所提出方法进行验证,并通过对比分析说明方法的可行性和有效性.

关键词：共识模型后悔理论概率语言多属性群决策 EDAS方法属性权重

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基于离散扩散模型的序列到序列文本生成方法

计算机科学与探索 2024年

作者：蒋航蔡国永李思慧桂林电子科技大学计算机与信息安全学院广西可信软件重点实验室

扩散语言模型是目前非自回归模型中最具潜力的语言模型，有望取代饱受推理速度缓慢问题拖累的自回归语言模型，实现高效且无损于质量的文本生成。文本摘要生成、机器翻译、对话生成等序列到序列的生成任务是扩散语言模型经常会遇到的实... 详细信息

扩散语言模型是目前非自回归模型中最具潜力的语言模型，有望取代饱受推理速度缓慢问题拖累的自回归语言模型，实现高效且无损于质量的文本生成。文本摘要生成、机器翻译、对话生成等序列到序列的生成任务是扩散语言模型经常会遇到的实际应用场景，如何更好更快的实现序列到序列的文本生成一直都是自然语言处理领域的研究重点。为了实现上述目标，通过推导离散扩散模型训练目标的上界简化了扩散模型的训练过程，随后引入并改造了条件掩码语言模型的遮掩-预测解码策略作为扩散模型的推理算法，提升了模型的生成质量。为了进一步提升离散扩散模型在推理的前几轮生成文本的质量，还提出了正弦噪音调度，相比于原来的线性噪音调度，时间步中高噪音区间变得更大了，模型将更专注于学习如何从高噪音数据中恢复数据，从而提升在推理的前几轮中生成文本的质量。受到课程学习策略的启发，设计了新的时间步采样分布，通过操纵时间步的采样实现由易到难的学习。在公开数据集上的实验表明，提出的方法能有效提升模型的性能，在WMT16 EN-RO数据集上，扩散模型仅用自回归基线一半的推理时间，就能推理出相同生成质量的文本。

关键词：扩散模型语言模型文本生成序列到序列非自回归模型

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基于卡尔曼融合的激光雷达特征匹配方法

激光与红外 2024年第3期54卷 380-388页

作者：崔更申邱德宪匡兵黄春德桂林电子科技大学计算机与信息安全学院广西桂林541004 桂林电子科技大学机电工程学院广西桂林541004

针对现有激光雷达特征匹配算法线段特征匹配定位不够准确的问题,提出了一种基于卡尔曼融合的激光雷达特征匹配算法。首先扫描一帧雷达数据,利用改进的激光雷达线段特征提取方法,提取出特征线段,得到局部地图。接着确定局部地图旋转、平... 详细信息

针对现有激光雷达特征匹配算法线段特征匹配定位不够准确的问题,提出了一种基于卡尔曼融合的激光雷达特征匹配算法。首先扫描一帧雷达数据,利用改进的激光雷达线段特征提取方法,提取出特征线段,得到局部地图。接着确定局部地图旋转、平移参数,再将局部与全局地图进行匹配,根据相对偏差得到匹配结果。然后基于卡尔曼,利用IMU数据作下一时刻的预测估计,利用激光雷达匹配结果作观测,两者融合得到最优估计。实验结果表明该方法相对现有特征匹配算法在特征线段的匹配准确性上更高,因此定位导航的精度和鲁棒性也更好。

关键词：激光雷达特征匹配卡尔曼融合特征识别

基于多目标遗传算法的8×8 S盒的优化设计方法

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西南交通大学学报 2024年第3期59卷 519-527,538页

作者：王永王明月龚建重庆邮电大学计算机科学与技术学院重庆400065 桂林电子科技大学广西密码学与信息安全重点实验室广西桂林541004

混沌系统具有非线性、伪随机性、初始值敏感等特性,为基于动力系统构造性能良好的S盒提供了基础,进一步保证了分组加密算法安全性.目前,基于混沌构造S盒的方法大多数针对单个性能指标进行优化,难以获得全面的性能提升.针对此问题,结合... 详细信息

混沌系统具有非线性、伪随机性、初始值敏感等特性,为基于动力系统构造性能良好的S盒提供了基础,进一步保证了分组加密算法安全性.目前,基于混沌构造S盒的方法大多数针对单个性能指标进行优化,难以获得全面的性能提升.针对此问题,结合混沌映射与多目标遗传算法,提出了一种新的S盒设计方法.首先,利用混沌映射的特性产生初始S盒种群;然后,以S盒的非线性度和差分均匀性为优化目标,基于遗传算法框架对上述两指标进行优化.针对S盒的特点,在优化算法中引入了交换操作,设计了新的变异操作以及非支配序集计算,有效提升了S盒的非线性度和差分均匀性.实验结果表明该算法产生的S盒其差分均匀度为6,非线性度值至少为110,有效提升了S盒的综合性能.

关键词： S盒非线性度差分均匀度多目标遗传算法混沌映射