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离散ADMM方法下像素与对象基元协同优化的遥感影像无监督语义分割

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计算机应用研究 2023年第7期40卷 2217-2222页

作者：陈运成郑晨李晶莹王雷光河南大学数学与统计学院河南开封475004 河南省人工智能理论及算法工程研究中心河南开封475004 西南林业大学大数据与人工智能研究院昆明650224 西南林业大学林业生态大数据国家林业局重点实验室昆明650224

语义分割是遥感影像分析中的重要技术之一。现有方法(如基于深度卷积神经网络的方法等)虽然在语义分割中取得了显著进展,但往往需要大量训练数据。基于图模型的马尔可夫随机场模型(Markov random field model,MRF)提出了一种不依赖训练... 详细信息

语义分割是遥感影像分析中的重要技术之一。现有方法(如基于深度卷积神经网络的方法等)虽然在语义分割中取得了显著进展,但往往需要大量训练数据。基于图模型的马尔可夫随机场模型(Markov random field model,MRF)提出了一种不依赖训练数据的无监督语义分割思路,可以有效地刻画地物空间关系,并对地物空间分布的统计规律进行建模。但现有的MRF模型方法通常建立在基于像素或对象的单一粒度基元上,难以充分利用影像信息,语义分割效果不佳。针对上述问题,引入交替方向乘子法(alternative direction method of multiplier,ADMM)并将其离散化,提出了一种像素与对象基元协同的MRF模型无监督语义分割方法(MRF-ADMM)。首先构建像素基元和对象基元两个概率图,其中像素基元概率图用于刻画影像的细节信息,保持语义分割的边界;对象基元概率图用于描述较大范围的空间关系,以应对遥感影像地物内部的高异质性,使分割结果中地物内部具有良好的区域完整性。在模型求解过程中,针对像素和对象基元的特点,提出了一种离散化的ADMM方法,并将其用于两种基元类别标记的传递与更新,实现像素基元细节信息和对象基元区域信息的协同优化。高分二号和航拍影像等不同数据库不同类型遥感影像的语义分割实验结果表明,相较于现有的MRF模型,提出的MRF-ADMM方法能有效地协同不同粒度基元的优点,优化语义分割结果。

关键词：遥感影像语义分割马尔可夫随机场模型基于对象的影像分析离散ADMM算法

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尺度估计和多特征融合的目标跟踪算法研究

信号处理 2021年第1期37卷 49-58页

作者：戴煜彤陈志国傅毅江南大学人工智能与计算机学院江苏无锡214122 无锡环境科学与工程研究中心江苏无锡214153

针对核相关滤波器跟踪算法(Kernel Correlation Filter,KCF)在特征提取单一以及尺度估计不足而导致跟踪效果不佳的问题,本文提出了一种多特征融合的尺度自适应核相关滤波目标跟踪算法。首先,使用帧差法将相邻帧图像对应像素值相减得到... 详细信息

针对核相关滤波器跟踪算法(Kernel Correlation Filter,KCF)在特征提取单一以及尺度估计不足而导致跟踪效果不佳的问题,本文提出了一种多特征融合的尺度自适应核相关滤波目标跟踪算法。首先,使用帧差法将相邻帧图像对应像素值相减得到差分图像;其次,提取差分图像的方向直方图特征,与目标的均一局部二值纹理特征以及颜色特征进行线性加权融合;最后,加入一种尺度估计策略,将尺度滤波器的估计值与分块算法的估计值融合计算得出目标的尺度和位置。实验数据表明,本方法能有效改善核相关滤波器的跟踪性能,且与其他主流算法相比,在尺度变换下也有较好的跟踪效果。

关键词：目标跟踪尺度估计帧差法均一局部二值纹理特征特征融合

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融入注意力机制的水位检测算法

湖南工业大学学报 2025年第1期39卷 57-63页

作者：王坤侠夏涛安徽建筑大学电子与信息工程学院安徽合肥230601 安徽省古建筑智能感知与高维建模国际联合研究中心安徽合肥230601

传统图像处理的水位检测算法易受环境因素的影响,因此提出一种融入注意力机制的水位检测算法。首先,利用融入CBAM注意力机制的YOLO v5目标检测模型获取尺身数字类别及其坐标信息;其次,通过融入ECA注意力机制的DeepLabv3+语义分割模型实... 详细信息

传统图像处理的水位检测算法易受环境因素的影响,因此提出一种融入注意力机制的水位检测算法。首先,利用融入CBAM注意力机制的YOLO v5目标检测模型获取尺身数字类别及其坐标信息;其次,通过融入ECA注意力机制的DeepLabv3+语义分割模型实现水尺和背景的分割;再次,使用边缘检测算法得出水位线信息;最后,根据尺身数字信息和水位线信息将像素值换算为真实水位值。实验结果表明,优化水位检测算法与人工读数误差在2 cm以内,满足水位检测标准要求。

关键词：水位检测 YOLO v5 DeepLabv3+ 注意力机制

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相关滤波的运动目标抗遮挡再跟踪技术

智能系统学报 2021年第4期16卷 630-640页

作者：戴煜彤陈志国傅毅江南大学人工智能与计算机学院江苏无锡214122 无锡环境科学与工程研究中心江苏无锡214153

针对相关滤波在抗遮挡方面效果不佳的问题,本文在ECO_HC(efficient convolution operators handcraft)的基础上提出了一种多特征融合的抗遮挡相关滤波算法。在相关滤波算法的框架下,将目标ULBP(uniform local binary pattern)纹理特征... 详细信息

针对相关滤波在抗遮挡方面效果不佳的问题,本文在ECO_HC(efficient convolution operators handcraft)的基础上提出了一种多特征融合的抗遮挡相关滤波算法。在相关滤波算法的框架下,将目标ULBP(uniform local binary pattern)纹理特征和目标HOG(histogram of oriented gridients)特征进行线性加权融合;在模型建立与更新阶段通过高斯掩码函数缓解循环移位造成的边界效应;通过计算目标最大响应值的峰值均值比来判断目标状态,并将卡尔曼算法作为目标被遮挡后重定位策略。实验结果显示,在16个视频序列上,该文算法的平均精确度达到87.3%,成功率达到76.5%,相比基线算法,分别提升了27.7%和23.7%。

关键词：目标跟踪相关滤波特征融合 ULBP 高斯掩码参数峰值均值比卡尔曼预测抗遮挡

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高精度视频配准算法中的静态图像配准算法

液晶与显示 2020年第6期35卷 612-618页

作者：王苹阳光学院人工智能学院福建福州350015 空间数据挖掘与应用福建省高校工程研究中心福建福州350015

为优化视频配准工作中的静态图像配准算法,本文应用深度学习的卷积神经网络VGGNet设计了一个静态图像配准算法。通过仿真实验结果可知,VGGNet能够被很好地应用于静态图像配准工作中;结合均方根误差和Nred结果可知,基于Conv5、FC1或者FC... 详细信息

为优化视频配准工作中的静态图像配准算法,本文应用深度学习的卷积神经网络VGGNet设计了一个静态图像配准算法。通过仿真实验结果可知,VGGNet能够被很好地应用于静态图像配准工作中;结合均方根误差和Nred结果可知,基于Conv5、FC1或者FC2输出特征的静态图像配准算法具有良好的性能,基于FC2的配准算法性能最好,其均方根误差值为0.03122,Nred值为74。通过视频缩放和亮度转换后,静态图像配准算法的性能有所下降,在亮度变换后基于FC2输出特征的配准算法性能较高。与传统HOG、LBP特征提取的图像配准算法相比,本文算法具备较好的配准精度和正确率。研究结果可为当前基于深度学习卷积神经网络的静态图像配准算法提供参考。

关键词：视频图像配准深度学习 VGGNet

差异化保障需求驱动的舰载机多机协同决策方法

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航空学报 2024年

作者：陈伟李璐璐陈董张少辉李亚飞王可靳远远徐明亮郑州大学计算机与人工智能学院智能集群系统教育部工程研究中心国家超级计算郑州中心周口师范学院人工智能学院

多机种舰载机编队作战是现代航母作战的核心模式，保障能力是决定现代海战胜负的关键。然而，实战中多机种舰载机保障过程面临着多重挑战，包括舰载机保障流程的差异性、保障资源的多元化约束以及作业工序的复杂性。为应对这些挑战，本... 详细信息

多机种舰载机编队作战是现代航母作战的核心模式，保障能力是决定现代海战胜负的关键。然而，实战中多机种舰载机保障过程面临着多重挑战，包括舰载机保障流程的差异性、保障资源的多元化约束以及作业工序的复杂性。为应对这些挑战，本文提出了一种新的依赖感知的任务决策调度模型DATSDM (DependencyAwareTask Scheduling Decision Module)。该模型结合图神经网络，深入剖析保障流程的网络结构关系，实现了跨规模、多机种集群保障资源的高效调度。同时，DATSDM还融合了Transformer模型，能够并行处理舰载机保障资源调度任务，大幅缩短多机协同保障时间。实验结果显示，DATSDM在大规模舰载机资源配置场景中表现卓越，相比同类算法，能将多机种舰载机编队保障时间降低约13.36%，提升了多机种舰载机协同保障效率与作战效能。

关键词：舰载机深度强化学习图神经网络调度优化资源分配

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基于曲面响应法的开沟施肥装置优化设计

农机化研究 2025年

作者：黄敞王玲玲郑勇黎土煜刘友江中国热带农业科学院橡胶研究所国家重要热带作物工程技术研究中心机械分中心湛江市事达实业有限公司

为进一步优化开沟施肥装置设计参数,采用响应面法(RSM)和中心组合旋转设计(CCRD)优化法,综合探究了刮板深度、施肥机前进速度和转盘转速3个影响因素对施肥规律的影响,以施肥效率和施肥密度为响应值,确定优化设计方案。试验结果表明:影... 详细信息

为进一步优化开沟施肥装置设计参数,采用响应面法(RSM)和中心组合旋转设计(CCRD)优化法,综合探究了刮板深度、施肥机前进速度和转盘转速3个影响因素对施肥规律的影响,以施肥效率和施肥密度为响应值,确定优化设计方案。试验结果表明:影响施肥效率和施肥密度的3个关键影响因子的影响顺序均为转盘转速>刮板深度>施肥机前进速度。优化方案为:刮板深度33.53 mm、施肥机前进速度0.65 m/s、转盘转速5.95 r/min时,以最优参数组合得到的施肥效率为15.00 g/s、施肥密度为25.00 g/m。在此条件下,回归模型的预测值与实验值的相对误差为-5.88%～+16.93%,实验值与理论预测值一致。通过研究,初步掌握了开沟施肥装置的优化设计方法和排肥规律,为精准化、智能化施肥机械关键部件的研发提供了参考。

关键词：施肥装置中心组合旋转设计参数优化曲面响应法

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基于多模态融合的个性化服装搭配推荐

纺织学报 2023年第3期44卷 176-186页

作者：刘军平张伏红胡新荣彭涛李丽朱强张俊杰武汉纺织大学计算机与人工智能学院湖北武汉430200 纺织服装智能化湖北省工程研究中心湖北武汉430200 湖北省服装信息化工程技术研究中心湖北武汉430200

为提高服装的匹配度且实现高精度推荐,从而满足消费者对个性化服装搭配推荐的巨大需求,研究了从服装颜色到类别的高度非线性复杂属性交互,并以服装搭配的匹配度量化标准为基础,构建了单品潜在特征表示空间的嵌入模型,通过构建融合多模... 详细信息

为提高服装的匹配度且实现高精度推荐,从而满足消费者对个性化服装搭配推荐的巨大需求,研究了从服装颜色到类别的高度非线性复杂属性交互,并以服装搭配的匹配度量化标准为基础,构建了单品潜在特征表示空间的嵌入模型,通过构建融合多模态信息的矩阵分解框架模型,进一步分析了现有多模态特征融合算法的不足,刻画了不同用户的服装风格偏好,通过特征提取、多模态特征融合、匹配度计算等手段建立个性化服装搭配方案。实验结果表明:该模型计算出的服装匹配度达到了0.81,相较于传统方法提高了1.25%,实现了更高准确度和推荐精度的个性化服装推荐。

关键词：服装搭配个性化推荐多模态特征提取特征融合匹配度

空中智能反射面辅助的无线供能通信网络轨迹优化研究

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电子与信息学报 2024年第7期46卷 2812-2820页

作者：周毅晋占齐石华光田玉香石磊张延宇河南大学人工智能学院郑州450046 河南省车联网协同技术国际联合实验室郑州450046 河南省工业互联网工程技术研究中心郑州450046

由于无人机(UAV)良好的机动性、可靠性和快速部署等特性,无人机搭载智能反射面(IRS)可以有效解决复杂无线场景中混合接入点和节点之间由于障碍物遮挡导致信息传输和能量传输效率低的问题。该文提出一种基于时间划分的空中智能反射面辅... 详细信息

由于无人机(UAV)良好的机动性、可靠性和快速部署等特性,无人机搭载智能反射面(IRS)可以有效解决复杂无线场景中混合接入点和节点之间由于障碍物遮挡导致信息传输和能量传输效率低的问题。该文提出一种基于时间划分的空中智能反射面辅助无线供能通信网络架构,充分利用空中智能反射面的灵活性提高网络性能。该架构针对每一个时隙,采用先收集能量后传输信息方案实现能量和数据的分时传输。在满足节点能量收集阈值的前提下,建立一个联合空中智能反射面飞行轨迹、节点选择关联变量、时隙分配比率和智能反射面相位的多变量耦合优化问题。采用块坐标下降算法把原始优化问题分解为4个子问题分别进行求解。首先根据波束对齐原理求解出智能反射面最优相位的闭式解,然后通过引入辅助变量并采用连续凸近似方法使非凸问题转变为凸问题,最后利用交替优化算法迭代求解。仿真结果表明,该文提出的联合优化方案具有很好的收敛性能并可以显著提高系统平均吞吐量。

关键词：无线供能通信网络智能反射面无人机轨迹优化