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基于SSD框架的自然场景盲文识别方法

计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：吴东卢利琼熊建芳岭南师范学院计算机与智能教育学院

盲文是视障人士学习知识和技术的工具，正常人通常对盲文知之甚少，造成正常人与盲人之间的沟通障碍重重. 为此，首先构建了自然场景盲文段图像数据集，该数据集中包含1 157幅不同宽高比、不同背景的盲文段图像和对应的标签信息; ... 详细信息

盲文是视障人士学习知识和技术的工具，正常人通常对盲文知之甚少，造成正常人与盲人之间的沟通障碍重重. 为此，首先构建了自然场景盲文段图像数据集，该数据集中包含1 157幅不同宽高比、不同背景的盲文段图像和对应的标签信息; 随后分析自然场景图像中盲文的特点，并基于SSD框架提出自然场景盲文识别方法. 所提方法根据盲文字符尺寸小且具有固定宽高比的特点选择用于识别的特征层，设计CNN结构、默认框大小、盲文字符标签、图像输入策略和损失函数，以提高盲文字符识别的准确率; 根据盲文字符中盲文点位于边缘区域的特点设计像素层面的注意力机制，提高盲文字符识别的回归率. 实验结果表明，在所构建的盲文段图像数据集上，所提方法的H值达到0.903，盲文字符检测速度为66.22帧/s; 与SSD， Faster RCNN， EAST，以及基于CNN的盲文识别方法EAST-Edge和Unet-Braille相比，该方法的盲文识别性能提升明显.

关键词：自然场景图像盲文识别 SSD 卷积神经网络

车联网中基于多智能体强化学习的边缘服务器选址策略

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第7期55卷 2567-2577页

作者：李闯纪剑桥胡志刚周舟湖南工商大学计算机学院湖南长沙410205 中南大学计算机学院湖南长沙410075 长沙学院计算机科学与工程学院湖南长沙410022

为解决车联网环境下边缘服务器选址难的问题,提出一种基于多智能体强化学习的边缘服务器部署策略(记为CKM-MAPPO),重点优化边缘服务器间的负载均衡,同时最小化边缘服务器的时延和能耗。首先,使用Canopy和K-means算法确定边缘服务器部署... 详细信息

为解决车联网环境下边缘服务器选址难的问题,提出一种基于多智能体强化学习的边缘服务器部署策略(记为CKM-MAPPO),重点优化边缘服务器间的负载均衡,同时最小化边缘服务器的时延和能耗。首先,使用Canopy和K-means算法确定边缘服务器部署的数量和初始位置;然后,基于多智能体强化学习算法确定边缘服务器的最优部署位置;最后,通过一系列实验评估所提出算法的准确性和有效性。研究结果表明:与基准算法相比,本文提出的方法的负载均衡度提升了26.5%,时延和能耗分别降低了12.4%和17.9%。

关键词：边缘计算服务器部署车联网负载均衡强化学习

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基于多尺度融合的遥感图像变化检测模型

吉林大学学报（工学版） 2024年第2期54卷 516-523页

作者：李雄飞宋紫萱朱芮张小利吉林大学计算机科学与技术学院长春130012

为精准识别双时相遥感图像的变化区域,提出了一种基于多尺度融合的遥感图像变化检测模型。该模型在源图像特征提取阶段构造多尺度输入金字塔,接受多层次的感受野,增强对特征信息的感知;并通过对深层差异特征进行多尺度计算,实现精准定... 详细信息

为精准识别双时相遥感图像的变化区域,提出了一种基于多尺度融合的遥感图像变化检测模型。该模型在源图像特征提取阶段构造多尺度输入金字塔,接受多层次的感受野,增强对特征信息的感知;并通过对深层差异特征进行多尺度计算,实现精准定位变化区域与充分挖掘细节信息间的平衡;同时融合网络不同层级的差异特征检测结果,极大程度识别并保留语义变化信息。实验结果表明:本文模型在主观评价与客观指标上都具有良好的表现效果。

关键词：变化检测多尺度融合遥感图像深度学习

基于位置跟踪的机械臂多电机新型滑模控制策略

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吉林大学学报（工学版） 2024年第5期54卷 1443-1458页

作者：王宏志王婷婷兰淼淼徐硕长春工业大学计算机科学与工程学院长春130012

为了解决多电机驱动的机械臂系统在复杂环境运行时,其关节位置容易受到负载等外界干扰,导致位置的跟踪误差及同步误差较大,造成系统工作性能下降等问题,提出了一种新型多电机环形耦合控制策略(NRCC)。NRCC中设置了同步比例系数保证多电... 详细信息

为了解决多电机驱动的机械臂系统在复杂环境运行时,其关节位置容易受到负载等外界干扰,导致位置的跟踪误差及同步误差较大,造成系统工作性能下降等问题,提出了一种新型多电机环形耦合控制策略(NRCC)。NRCC中设置了同步比例系数保证多电机协调运行;设计了自抗扰补偿控制器和相邻平均误差处理器,自抗扰补偿控制器通过相邻平均误差信号对电机位置控制信号进行二次补偿,减小了多电机间的同步误差;同时,提出了一种自适应神经模糊推理系统(ANFIS)优化的新型指数趋近率滑模跟踪控制器(ANFIS-SMC)和扰动观测器保证电机的位置跟踪性能。仿真结果表明:该控制策略有效地减小了多电机间的同步误差,保证了电机的高精度跟踪性能。

关键词：控制理论与控制工程机械臂多电机环形耦合控制自适应神经模糊推理系统滑模跟踪控制器

基于改进YOLOv4-tiny算法的车距预警方法

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吉林大学学报（工学版） 2024年第3期54卷 741-748页

作者：王宏志宋明轩程超解东旋长春工业大学计算机科学与工程学院长春130012

针对现有网络难以实时精确识别道路检测目标及车距的问题,提出了一种基于改进YOLOv4-tiny算法的车距预警方法。首先,总结了YOLOv4-tiny算法的特征提取结构,分析了原网络结构的不足之处。其次,在原网络中增加了空间金字塔池化层SPPF进一... 详细信息

针对现有网络难以实时精确识别道路检测目标及车距的问题,提出了一种基于改进YOLOv4-tiny算法的车距预警方法。首先,总结了YOLOv4-tiny算法的特征提取结构,分析了原网络结构的不足之处。其次,在原网络中增加了空间金字塔池化层SPPF进一步提取目标特征,增强深层次语义信息表达能力,并将特征金字塔网络(FPN)结构添加下采样通道和CSPnet层,充分融合多尺度图像特征,避免浅层信息丢失。最后,使用Mosaic数据增强方法丰富数据集训练样本,并将改进YOLOv4-tiny算法与单目测距原理相结合,依据车距大小设置3种级别的信息提示进行车距预警实验。结果表明:本文算法在PASCAL VOC数据集上的检测速度为43帧/s,平均精度达到81.25%,较YOLOv4-tiny算法提高了3.59%。可见,改进YOLOv4-tiny算法在满足检测实时性要求的同时,具备良好的目标检测精度,对提升车距预警方法的使用效果具有指导意义。

关键词：交通运输安全工程目标检测 YOLOv4-tiny算法单目测距车距预警

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自注意力相似度迁移跨模态哈希网络

北京航空航天大学学报 2024年第2期50卷 615-622页

作者：梁焕王海荣王栋北方民族大学计算机科学与工程学院银川750021

为进一步提升跨模态检索性能,提出自注意力相似度迁移跨模态哈希网络模型。设计了一种通道空间混合自注意力机制强化关注图像的关键信息,并使用共同注意力方法加强模态信息交互,提高特征学习质量;为在哈希空间重构相似关系,采用迁移学... 详细信息

为进一步提升跨模态检索性能,提出自注意力相似度迁移跨模态哈希网络模型。设计了一种通道空间混合自注意力机制强化关注图像的关键信息,并使用共同注意力方法加强模态信息交互,提高特征学习质量;为在哈希空间重构相似关系,采用迁移学习的方法利用实值空间相似度引导哈希码的生成。在3个常用的数据集MIRFLICKR-25K、IAPR TC-12和MSCOCO上与深度跨模态哈希(DCMH)、成对关系引导的深度哈希(PRDH)、跨模态汉明哈希(CMHH)等优秀方法进行对比实验,结果显示哈希码长度为64 bit的条件下,所提模型在3个数据集图像检索文本任务的平均精确度均值(MAP)达到72.3%,文本检索图像任务的MAP达到70%,高于对比方法。

关键词：跨模态检索哈希学习注意力机制迁移学习无监督学习

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图文数据的多级关系分析与挖掘方法

北京航空航天大学学报 2024年第2期50卷 684-694页

作者：郭瑞萍王海荣王栋北方民族大学计算机科学与工程学院银川750021

如何高效挖掘多模态数据间隐藏的语义关联是当前多模态知识抽取的重点任务之一,为更细粒度地挖掘图像与文本数据间关系,提出了一种多级关系分析与挖掘(MRAM)方法,引入BERT-Large模型,提取文本特征构建文本连接图,利用Faster-RCNN网络提... 详细信息

如何高效挖掘多模态数据间隐藏的语义关联是当前多模态知识抽取的重点任务之一,为更细粒度地挖掘图像与文本数据间关系,提出了一种多级关系分析与挖掘(MRAM)方法,引入BERT-Large模型,提取文本特征构建文本连接图,利用Faster-RCNN网络提取图像特征来学习空间位置关系和语义关系并构建图像连接图,进而完成单模态内部语义关系计算,在此基础上,使用节点切分方法和带多头注意力机制的图卷积网络(GCN-MA)进行局部和全局的图文关系融合。此外,为提升关系挖掘效率,采用了基于注意力机制的连边权重剪枝策略,用以增强重要分支表示,减少冗余信息干扰。在公开的Flickr30K、MSCOCO-1K、MSCOCO-5K数据集上进行方法实验,并与11种方法进行实验结果的对比分析,所提方法在Flickr30K上的平均召回率提高了0.97%和0.57%,在MSCOCO-1K上的平均召回率提高了0.93%和0.63%,在MSCOCO-5K上的平均召回率提高了0.37%和0.93%,实验结果验证了所提方法的有效性。

关键词：关系挖掘多级关系注意力机制图卷积网络图文数据

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基于贪心回溯的求解完全0-1背包问题局部动态规划算法

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 16-21页

作者：何琨任硕郭子杰裘天宝华中科技大学计算机科学与技术学院湖北武汉430074

对于具有NP难度的完全0-1背包问题,提出了一种基于贪心与回溯思想的局部动态规划算法.该算法借鉴贪心与回溯技术快速找到近似最优解,再通过局部动态规划的结果回溯逼近最优解,兼顾了算法的正确性与时间复杂度.相比于传统动态规划算法,... 详细信息

对于具有NP难度的完全0-1背包问题,提出了一种基于贪心与回溯思想的局部动态规划算法.该算法借鉴贪心与回溯技术快速找到近似最优解,再通过局部动态规划的结果回溯逼近最优解,兼顾了算法的正确性与时间复杂度.相比于传统动态规划算法,该算法在大多数情况下能够显著缩短求解时间;相较于智能算法,该算法能够保证所求解是最优解.实验结果表明:所提出的算法在绝大多数情形下均能够在更短时间内准确找到问题的最优解,并且该算法贪心地进行最大单位平均价值成分的选取,背包容量不再直接影响求解时间,因此对于背包容量极大的情况,该算法能够极大地缩短求解时间.

关键词：完全0-1背包问题 NP难度动态规划贪心回溯

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联邦忘却学习研究综述

计算机学报 2024年第2期47卷 396-422页

作者：王鹏飞魏宗正周东生宋威肖蕴明孙庚于硕张强大连理工大学计算机科学与技术学院大连理工大学社会计算与认知智能教育部重点实验室大连大学先进设计与智能计算教育部重点实验室美国西北大学计算机科学系吉林大学计算机科学与技术学院吉林大学符号计算与知识工程教育部重点实验室

数据已经成为与土地、劳动力、资本、技术等并列的重要生产要素之一.利用数据分析挖掘数据的潜在价值，有助于推动产业创新、技术升级和区域经济发展.然而，在数据使用过程中，隐私泄露等风险限制了数据的流通和共享.因此，如何在数据... 详细信息

数据已经成为与土地、劳动力、资本、技术等并列的重要生产要素之一.利用数据分析挖掘数据的潜在价值，有助于推动产业创新、技术升级和区域经济发展.然而，在数据使用过程中，隐私泄露等风险限制了数据的流通和共享.因此，如何在数据流通和共享过程中保护数据隐私已成为研究热点.联邦忘却学习（Federated Unlearning）撤销用户数据对联邦学习模型的训练更新，可以进一步保护联邦学习用户的数据安全.本文综述了联邦忘却学习的研究工作，首先简要阐述了联邦学习架构，并引出忘却学习和联邦忘却学习的概念和定义;其次，根据修正对象的不同将联邦忘却学习算法分为面向全局模型和面向局部模型两类，并详细分析各类算法的实现细节以及优缺点;然后，本文还详述联邦忘却学习中常用评价指标，将评价指标划分为模型表现指标、遗忘效果指标和隐私保护指标三类，并分析不同类型评价指标的优缺点;最后，本文对联邦忘却学习未来的研究方向进行展望.

关键词：联邦学习联邦忘却学习数字经济隐私保护边缘智能