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基于肌电−惯性融合的人体运动估计:高斯滤波网络方法

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自动化学报 2024年第5期50卷 991-1000页

作者：杨旭升李福祥胡佛张文安浙江工业大学信息工程学院杭州310023 浙江省嵌入式系统联合重点实验室杭州310023

本文研究了基于肌电(Electromyography,EMG)−惯性融合的人体运动估计问题,提出了一种序贯渐进高斯滤波网络(Sequential progressive Gaussian filtering network,SPGF-net)估计方法来形成肌电和惯性的互补性优势,以提高人体运动估计精... 详细信息

本文研究了基于肌电(Electromyography,EMG)−惯性融合的人体运动估计问题,提出了一种序贯渐进高斯滤波网络(Sequential progressive Gaussian filtering network,SPGF-net)估计方法来形成肌电和惯性的互补性优势,以提高人体运动估计精度和稳定性.首先,利用卷积神经网络对观测数据进行特征提取,以及利用长短期记忆(Long short-term memory,LSTM)网络模型来学习噪声统计特性和量测模型.其次,采用序贯融合的方式融合异构传感器量测特征,以建立高斯滤波与深度学习相结合的网络模型来实现人体运动估计.特别地,引入渐进量测更新对网络量测特征的不确定性进行补偿.最后,通过实验结果表明,相比于现有的卡尔曼滤波网络,该融合方法在上肢关节角度估计中的均方根误差(Root mean square error,RMSE)下降了13.8%,相关系数(R^(2))提高了4.36%.

关键词：高斯滤波网络多传感器融合人体运动估计非线性卡尔曼滤波

基于改进小波阈值函数和全尺度Retinex的红外图像融合增强算法

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红外技术 2024年第3期46卷 332-341页

作者：童耀南杨海涛曹志奇崔建山刘智湖南理工学院、信息科学与工程学院、复杂网络与嵌入式系统湖南省高校重点实验室湖南岳阳414006

针对现有红外图像增强算法存在信噪比低、细节模糊、清晰度差等问题,本文提出基于改进小波阈值函数和全尺度Retinex的红外图像融合增强算法。首先,为克服尺度参数固定和光线散射导致红外图像退化的问题,利用大气透射率得到Retinex尺度... 详细信息

针对现有红外图像增强算法存在信噪比低、细节模糊、清晰度差等问题,本文提出基于改进小波阈值函数和全尺度Retinex的红外图像融合增强算法。首先,为克服尺度参数固定和光线散射导致红外图像退化的问题,利用大气透射率得到Retinex尺度参数的全尺度映射图,从而有效提高图像的清晰度,并将输入图像和使用全尺度Retinex处理后的输入图像作为算法的第一个输入和第二个输入。其次,为解决传统小波阈值函数在图像降噪过程中存在伪影、细节丢失等问题,设计改进小波阈值函数,通过引入尺度因子,在计算每层高频子图小波系数后,能根据该层数自适应调整尺度因子,并引入调节因子,结合指数函数,使该函数不仅能抑制高频子图噪声,还能极大程度保留细节信息。然后,使用小波图像融合的方式融合输入的高频子图和低频子图,进一步提高输出图像的纹理细节。主客观仿真结果表明,所提算法比其它对比算法具有更好的降噪和细节突出能力,并能提高红外图像的人眼视觉效果。最后,本文算法应用于红外成像模块采集的红外图像增强,效果良好,表明本文方法具有实用性。

关键词：改进小波阈值函数全尺度Retinex 红外图像增强图像融合

基于深度强化学习的车载边缘计算功率分配方法

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北京邮电大学学报 2024年第2期47卷 81-89页

作者：邱斌王云霄肖海林桂林理工大学信息科学与工程学院桂林541004 广西嵌入式技术与智能系统重点实验室桂林541004 湖北大学计算机与信息工程学院武汉430062

针对车载边缘计算环境下车辆移动引起的车载时变信道和任务随机到达问题,提出了一种基于深度强化学习的计算卸载和功率分配方法。首先,设计了双向车道场景下基于非正交多址的“端-边-云”三层卸载模型;接着,结合该模型的通信、计算、缓... 详细信息

针对车载边缘计算环境下车辆移动引起的车载时变信道和任务随机到达问题,提出了一种基于深度强化学习的计算卸载和功率分配方法。首先,设计了双向车道场景下基于非正交多址的“端-边-云”三层卸载模型;接着,结合该模型的通信、计算、缓存资源以及车辆的移动性,进一步确立了车载用户功率和缓存延迟长期累积总成本最小化的联合优化问题;最后,考虑到车载边缘计算网络的动态、时变和随机特性,提出了基于深度确定性策略梯度的分布式智能算法,以获取最优功率分配机制。仿真实验结果显示,相较于传统方法,所提方法在减少总成本方面具有显著优势。

关键词：车载边缘计算计算卸载功率分配服务缓存深度确定性策略梯度

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基于特征融合与软阈值残差的稠密点云几何压缩网络

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小型微型计算机系统 2024年

作者：朱威施海东汪宵郑雅羽何德峰浙江省嵌入式系统联合重点实验室浙江工业大学信息工程学院

点云是一种重要的三维数据表示形式，但其巨大的原始数据量阻碍了它在网络传输和存储记录等方面的应用。因此，本文提出了一种基于多尺度特征融合与软阈值残差结构的点云几何压缩网络，实现了对三维稠密点云的高效压缩。首先通过逐步融... 详细信息

点云是一种重要的三维数据表示形式，但其巨大的原始数据量阻碍了它在网络传输和存储记录等方面的应用。因此，本文提出了一种基于多尺度特征融合与软阈值残差结构的点云几何压缩网络，实现了对三维稠密点云的高效压缩。首先通过逐步融合多尺度特征和构建软阈值注意力机制，实现特征加强和冗杂特征的消除，以解决体素化过程中特征丢失等问题。此外，采用构建特征掩膜层的方法，加速模型收敛。最后，引入动态非等比例损失函数提高网络的学习效果。实验结果表明，该方法在MVUB、8iVFB和Owlii数据集上相较于现有方法同样的点云分辨率下，具有更高的点云重建质量和较快的编解码速度。

关键词：稠密点云压缩多尺度特征软阈值残差结构特征掩膜动态损失函数

融合机器视觉与区间仿射算法的桥梁结构影响线实测研究

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中国公路学报 2024年第2期37卷 142-151页

作者：周云张路遥胡锦楠郝官旺湖南大学工程结构损伤诊断湖南省重点实验室湖南长沙410082 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

影响线是桥梁结构状态评估的重要指标。传统影响线实测方法依赖车辆称重系统(WIM)和接触式传感器,存在使用成本高、效率低、风险大、阻碍交通等问题。为实现“无需接触式传感”、“无需封闭交通”、“无需车辆称重系统”的智能桥梁检测... 详细信息

影响线是桥梁结构状态评估的重要指标。传统影响线实测方法依赖车辆称重系统(WIM)和接触式传感器,存在使用成本高、效率低、风险大、阻碍交通等问题。为实现“无需接触式传感”、“无需封闭交通”、“无需车辆称重系统”的智能桥梁检测,提出了一种融合机器视觉与区间仿射算法的桥梁结构影响线实测方法。该方法首先利用机器视觉技术获取多工况的桥梁测点动态位移响应;其次,根据车辆出厂信息建立其轴重区间矩阵并通过区间仿射算法计算多工况的影响线区间;最后,采用支持向量机(SVM)从影响线区间中识别桥梁真实影响线。将该方法应用于野外实际桥梁试验,通过控制标定车辆的载重和行驶速度获取多工况的位移响应数据以评估该方法的性能。结果表明:该方法能够有效地从影响线区间中识别桥梁真实影响线,混合工况下影响线的识别相对误差为8.48%;影响线的识别相对误差随车速的增大而增大,在车速分别10、20、30 km·h^(-1)工况下,影响线的识别相对误差分别为9.22%、10.23%、12.38%。提出的桥梁影响线实测方法具有非接触、高精度、经济灵活等优势,可有效突破现有接触式桥梁影响线实测方法的技术局限,具有较好的工程应用前景。

关键词：桥梁工程桥梁影响线机器视觉区间仿射算法车桥耦合

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大规模图神经网络研究综述

计算机学报 2024年第1期47卷 148-171页

作者：肖国庆李雪琪陈玥丹唐卓姜文君李肯立湖南大学信息科学与工程学院长沙410082 湖南大学深圳研究院广东深圳518000

图神经网络凭借其处理非欧氏空间数据及其复杂特征方面的优越性受到了大量的关注,并且被广泛应用于推荐系统、知识图谱、交通道路分析等场景中.面对大规模数据,图结构的不规则性、节点特征的复杂性以及训练样本之间的依赖性对图神经网... 详细信息

图神经网络凭借其处理非欧氏空间数据及其复杂特征方面的优越性受到了大量的关注,并且被广泛应用于推荐系统、知识图谱、交通道路分析等场景中.面对大规模数据,图结构的不规则性、节点特征的复杂性以及训练样本之间的依赖性对图神经网络模型的计算效率、内存管理以及分布式系统中的通信开销造成了巨大的压力.为应对和缓解以上问题,研究者从应用场景、算法模型、编程框架和硬件结构等多个层面对其进行了优化.本文主要回顾和总结了算法模型及编程框架方面的优化,为读者了解面向大规模数据的图神经网络采样算法以及框架优化相关工作提供帮助,为未来算法-框架协同优化奠定基础.具体来说,本文首先简要介绍图神经网络模型中的消息传递机制,分类介绍常见的图神经网络模型,并分析其在大规模数据训练中面临的困难和挑战;然后对面向大规模数据的图神经网络算法模型进行分类总结和分析,包括基于节点、边和子图的采样算法;接着介绍图神经网络编程框架加速的相关进展,主要包括主流框架的介绍以及优化技术的分类总结和分析;最后对未来面向大规模数据的图神经网络研究进行展望.

关键词：图神经网络大规模数据算法优化框架加速

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图8重点关注部分主题情感波纹图

计算机辅助设计与图形学学报 2024年第6期36卷 937-947页

作者：吕梦雅王晓龙李凯旋孙梦梦周莉莎郭栋梁赵静燕山大学信息科学与工程学院秦皇岛066004 河北省计算机虚拟技术与系统集成重点实验室秦皇岛066004 河北省软件工程重点实验室秦皇岛066004

随着互联网平台以及多用户社交网络的成熟,群体用户消费体验的参考价值日趋扩大,在海量评论数据中,负面评论对企业和消费者的参考价值更为突出,有效的面向负面评论的可视分析是有必要的.针对评论数据高维多元的特征,为了给企业和消费者... 详细信息

随着互联网平台以及多用户社交网络的成熟,群体用户消费体验的参考价值日趋扩大,在海量评论数据中,负面评论对企业和消费者的参考价值更为突出,有效的面向负面评论的可视分析是有必要的.针对评论数据高维多元的特征,为了给企业和消费者提供全新的评论分析视角,以负面评论为切入点,给出负面评论的划定范围,提出了一个交互式的可视分析系统.首先,利用情感分析和意见挖掘方法处理用户评论数据,并提出评论个体影响力差异量化方法;其次设计了主题情感波纹图、评论比较视图等一系列交互式可视化表示方法,利用动态交互式方法构建多维度关联视图探索影响负面评论产生的因素,负面评论产生的原因及其个体化差异.3个案例的结果表明,所提系统是有效和实用的;同时,该系统还可扩展应用于其他领域的评论文本可视分析中.

关键词：负面评论情感分析意见挖掘可视分析

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基于BEV视角的多传感融合3D目标检测

计算机测量与控制 2024年

作者：张津朱冯慧王秀丽朱威浙江工业大学信息工程学院浙江省嵌入式系统联合重点实验室

3D目标检测是自动驾驶在道路环境感知任务中的重要环节，现有主流框架通过搭载多种感知设备获取多模态的数据信息来实现多传感融合检测；传统相机与激光雷达的传感器融合过程中存在几何失真，以及信息优先级不对等，导致传感融合的3D目... 详细信息

3D目标检测是自动驾驶在道路环境感知任务中的重要环节，现有主流框架通过搭载多种感知设备获取多模态的数据信息来实现多传感融合检测；传统相机与激光雷达的传感器融合过程中存在几何失真，以及信息优先级不对等，导致传感融合的3D目标检测性能不足；对此，提出了一种基于鸟瞰视角（BEV）的多传感融合3D目标检测算法；利用提升-展开-投射（LSS）方式，获取图像的潜在深度分布建立图像在BEV空间下的特征；采用PV-RCNN的集合抽象法建立点云在BEV空间下的特征；该算法在统一的BEV共享空间中设计了低复杂度的特征编码网络融合多模态特征实现3D目标检测；实验结果表明，所提出的算法在检测精度上相较于纯激光方法提升4.8%，相较于传统的融合方案减少了47%的参数，并保持了相近的精度，较好地满足了自动驾驶系统道路环境感知任务的检测要求。

关键词： 3D目标检测鸟瞰图视角多传感融合自动驾驶道路环境感知

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基于机器视觉的数码印花工厂自动报工系统

计算机测量与控制 2024年

作者：陆雨轩周于钧陈晋音朱威浙江工业大学信息工程学院浙江省嵌入式系统联合重点实验室

针对纺织行业中现有人工布匹生产订单报工管理困难的问题，设计并实现了一个基于机器视觉的数码印花工厂自动报工系统，将正在生产的布匹图像与订单库中的花型图案进行智能匹配，从而对生产订单进行快速准确的报工管理；首先系统客户端... 详细信息

针对纺织行业中现有人工布匹生产订单报工管理困难的问题，设计并实现了一个基于机器视觉的数码印花工厂自动报工系统，将正在生产的布匹图像与订单库中的花型图案进行智能匹配，从而对生产订单进行快速准确的报工管理；首先系统客户端使用工业相机实时采集生产线上的印花布匹图像，并对图像进行滤波、归一化等预处理；然后将图像通过HTTP协议发送至系统服务端，利用基于Vision Transformer的神经网络模型进行特征提取和多层特征融合，再与订单库中的花型图案进行匹配，找出待报工订单；最后对匹配结果进行数据库管理，并将匹配结果返回客户端用于报工结果展示与确认操作；实验结果表明，该自动报工系统的订单匹配TOP-3命中率达到90.4%，满足工厂布匹生产需求。

关键词：数码印花工厂自动报工机器视觉视觉变换器图案匹配