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图像复原中自注意力和卷积的动态关联学习

中国图象图形学报 2024年第4期29卷 890-907页

作者：江奎贾雪梅黄文心王文兵王正江俊君哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院哈尔滨150000 武汉大学计算机学院武汉430072 湖北大学计算机与信息工程学院武汉430062 杭州灵伴科技有限公司杭州310000

目的卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)和自注意力(self-attention, SA)在多媒体应用领域已经取得了巨大的成功。然而,鲜有研究人员能够在图像修复任务中有效地协调这两种架构。针对这两种架构各自的优缺点,提出了一种... 详细信息

目的卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)和自注意力(self-attention, SA)在多媒体应用领域已经取得了巨大的成功。然而,鲜有研究人员能够在图像修复任务中有效地协调这两种架构。针对这两种架构各自的优缺点,提出了一种关联学习的方式以综合利用两种方法的优点并抑制各自的不足,实现高质高效的图像修复。方法本文结合CNN和SA两种架构的优势,尤其是在特定的局部上下文和全局结构表示中充分利用CNN的局部感知和平移不变性,以及SA的全局聚合能力。此外,图像的降质分布揭示了图像空间中退化的位置和程度。受此启发,本文在背景修复中引入退化先验,并据此提出一种动态关联学习的图像修复方法。核心是一个新的多输入注意力模块,将降质扰动的消除和背景修复关联起来。通过结合深度可分离卷积,利用CNN和SA两种架构的优势实现高效率和高质量图像修复。结果在Test1200数据集中进行了消融实验以验证算法各个部分的有效性,实验结果证明CNN和SA的融合可以有效提升模型的表达能力;同时,降质扰动的消除和背景修复关联学习可以有效提升整体的修复效果。本文方法在3个图像修复任务的合成和真实数据上与其他10余种方法进行了比较,提出的方法取得了显著的提升。在图像去雨任务上,本文提出的ELF(image deeraining meets association learning and Transformer)方法在合成数据集Test1200上,相比于MPRNet(multi-stage progressive image restoration network),PSNR(peak signal-to-noise ratio)值提高了0.9 dB;在水下图像增强任务上,ELF在R90数据集上超过Ucolor方法 4.15 dB;在低照度图像增强任务上,相对于LLFlow(flow-based low-light image enhancement)算法,ELF获得了1.09 dB的提升。结论本文方法在效果和性能上具有优势,在常见的图像去雨、低照度图像增强和水下图像修复等任务上优于代表性的方法。

关键词：图像修复关联学习自注意力(SA) 图像去雨低照度图像增强水下图像修复

Nb元素掺杂对亚稳相TbCu_(7)型SmFe结构稳定性研究

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稀有金属 2024年第1期48卷 11-16页

作者：林笑罗阳王子龙于敦波肖伟杨伦伟有研稀土新材料股份有限公司北京100088 有研工程技术研究院有限公司材料计算中心北京100088

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法结合实验数据研究Nb元素掺杂对亚稳相TbCu_(7)型SmFe结构稳定性影响。进行了TbCu_(7)型SmFe超胞的搭建,并由计算结果分析了晶胞参数c/a比值、Nb元素占位、高温下Nb元素占位及Nb含量对TbCu_(7)... 详细信息

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法结合实验数据研究Nb元素掺杂对亚稳相TbCu_(7)型SmFe结构稳定性影响。进行了TbCu_(7)型SmFe超胞的搭建,并由计算结果分析了晶胞参数c/a比值、Nb元素占位、高温下Nb元素占位及Nb含量对TbCu_(7)结构稳定性影响。由计算结果可得,相对于Fe-3g,Fe-6l晶位,Nb元素取代Fe-2e晶位时晶胞具有最低的结合能与形成能,说明Nb进入晶胞结构时优先占据Fe-2e晶位,并且此时结构最稳定;当温度大于870℃时,Nb元素在Fe-2e晶位的占位概率开始下降,Fe-61,Fe-3g晶位的概率开始升高。同时X射线衍射(XRD)图谱表明在850℃左右,TbCu_(7)型SmFe开始向2∶17型SmFe转变,这说明计算结果和实验结果可以很好地吻合起来,由此证明Nb元素占据Fe-2e晶位对结构有很好的稳定作用;随着Nb含量的增加,晶胞发生膨胀,晶胞参数c/a比值开始增大,从另一方面也说明Nb元素的添加可以有效地稳定TbCu_(7)结构。

关键词：钐铁氮第一性原理亚稳相稳定性

面向边缘端设备的轻量化视频异常事件检测方法

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计算机应用研究 2024年第1期41卷 306-313,320页

作者：李南君李爽李拓邹晓峰王长红山东云海国创云计算装备产业创新中心有限公司济南250013 高效能服务器和存储技术国家重点实验室济南250013 齐鲁工业大学(山东省科学院) 济南250353

现有基于CNN模型的视频异常事件检测方法在精度不断提升的同时,面临架构复杂、参数庞大、训练冗长等问题,致使硬件算力需求高,难以适配无人机等计算资源有限的边缘端设备。为此,提出一种面向边缘端设备的轻量化异常事件检测方法,旨在平... 详细信息

现有基于CNN模型的视频异常事件检测方法在精度不断提升的同时,面临架构复杂、参数庞大、训练冗长等问题,致使硬件算力需求高,难以适配无人机等计算资源有限的边缘端设备。为此,提出一种面向边缘端设备的轻量化异常事件检测方法,旨在平衡检测性能与推理延迟。首先,由原始视频序列提取梯度立方体与光流立方体作为事件表观与运动特征表示;其次,设计改进的小规模PCANet获取梯度立方体对应的高层次分块直方图特征;再次,根据每个局部分块的直方图特征分布情况计算表观异常得分,同时基于内部像素光流幅值累加计算运动异常得分;最后,依据表观与运动异常得分的加权融合值判别异常分块,实现表观与运动异常事件联合检测与定位。在公开数据集UCSD的Ped1与Ped2子集上进行实验验证,该方法的帧层面AUC分别达到86.7%与94.9%,领先大多数对比方法,且参数量明显降低。实验结果表明,该方法在低算力需求下,可以实现较高的异常检测稳定性和准确率,能够有效兼顾检测精度与计算资源,因此适用于低功耗边缘端设备。

关键词：智能视频监控边缘端设备异常事件检测主成分分析网络分块直方图特征

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跨摄像头多目标跟踪方法综述

计算机学报 2024年第2期47卷 287-309页

作者：张鹏雷为民赵新蕾董力嘉林兆楠景庆阳东北大学计算机科学与工程学院沈阳110167 沈阳二一三电子科技有限公司沈阳110027

单摄像头目标跟踪将目标跟踪范围限定在单一摄像头视野中,难以满足复杂应用场景需求,跨摄像头多目标跟踪融合多个摄像头的信息实现多个摄像头之间的特征传递和轨迹关联,可以将跨摄像头之间的多个目标在多个监控区域下联合跟踪,对现实复... 详细信息

单摄像头目标跟踪将目标跟踪范围限定在单一摄像头视野中,难以满足复杂应用场景需求,跨摄像头多目标跟踪融合多个摄像头的信息实现多个摄像头之间的特征传递和轨迹关联,可以将跨摄像头之间的多个目标在多个监控区域下联合跟踪,对现实复杂场景实时监控具有重要意义,成为目标跟踪领域研究热点.本文介绍了跨摄像头多目标跟踪的基本概念,结合实际应用需求将跟踪模型分为3类:包括重叠视角、非重叠视角以及混合视角的跨摄像头多目标跟踪.详细对比分析了重叠视角跨摄像头多目标跟踪相关的网络流优化方法、单应性约束方法、强化学习方法、超图方法和Transformer方法;以及基于双阶段轨迹关联、单阶段轨迹关联的非重叠视角的跨摄像头多目标跟踪方法;并总结了混合视角的跨摄像头多目标跟踪方法,混合视角方法可以在重叠视角数据集和非重叠视角数据集都能使用并且算法性能和精度都能达到良好的平衡.对比了各类方法的优缺点及其适用场景;分析了目前跨摄像头多目标跟踪常用的数据集和评估标准;总结了跨摄像头多目标跟踪存在的问题,并对相关技术的发展趋势进行了展望.

关键词：跨摄像头多目标跟踪摄像头关联模型重叠视角非重叠视角混合视角

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我国云灾备发展现状与趋势研究

信息通信技术与政策 2024年第8期50卷 84-88页

作者：谢东孟坤苗子聪李伟泽陈凯周倩中国电信股份有限公司安徽分公司合肥230001 北京交通大学电子信息工程学院北京100044 天翼云科技有限公司北京100083 中国信息通信研究院云计算与大数据研究所北京100191

在当今企业数字化大潮中,数据已成为企业的核心资产,而确保这些数据的安全与可用则至关重要。云灾备作为一种新兴的数据保护方式,在我国正逐步崭露头角。阐述了我国当前云灾备的发展现状,分析了其中存在的一些问题(如灾备环节存在的技... 详细信息

在当今企业数字化大潮中,数据已成为企业的核心资产,而确保这些数据的安全与可用则至关重要。云灾备作为一种新兴的数据保护方式,在我国正逐步崭露头角。阐述了我国当前云灾备的发展现状,分析了其中存在的一些问题(如灾备环节存在的技术难点、管理体系有待完善、产品适配需进一步加强等),并进一步探讨了我国云灾备未来的发展趋势。

关键词：云灾备灾备即服务数据利用

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110 GHz宽带同轴S参数标准装置设计

中国测试 2024年第7期50卷 131-137页

作者：林也非成都天奥技术发展有限公司四川成都610036

110 GHz宽带同轴S参数标准装置目前在国内尚无成熟产品,该文旨在实现对同轴S参数标准装置的设计。采用的设计方法为解析算法和有限元仿真的结合。解析方法由阻抗与反射系数的递推公式推导而来,并利用Matlab软件进行算法实现,其特点为运... 详细信息

110 GHz宽带同轴S参数标准装置目前在国内尚无成熟产品,该文旨在实现对同轴S参数标准装置的设计。采用的设计方法为解析算法和有限元仿真的结合。解析方法由阻抗与反射系数的递推公式推导而来,并利用Matlab软件进行算法实现,其特点为运算快速但准确度欠佳;有限元仿真利用HFSS实现,其特点为消耗资源较多但建模和计算的准确度较高。通过解析方法对关键参数进行设计后在通过有限元仿真考虑产品细节带来的影响,二者的结合实现兼具快速且准确的设计。完成样品生产加工后使用网络分析仪对样品进行测试,测试结果与设计结果能较好吻合,验证设计方法的有效性。

关键词： S参数解析方法有限元仿真

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边缘智能融合区块链:研究现状、应用及挑战

信息与控制 2024年第1期53卷 1-16页

作者：任晓旭仇超邓辉戴子明刘泽军王晓飞天津大学智能与计算学部天津300350 雄安国创中心科技有限公司河北保定071000

边缘智能集网络、计算、存储和智能于一体,将智能推向网络边缘,为互联时代的低延迟关键计算开辟了道路。为进一步满足万物互联下的敏捷连接、数据优化、实时边缘业务处理、安全和隐私保护等关键需求,区块链存在着加速边缘智能的巨大潜... 详细信息

边缘智能集网络、计算、存储和智能于一体,将智能推向网络边缘,为互联时代的低延迟关键计算开辟了道路。为进一步满足万物互联下的敏捷连接、数据优化、实时边缘业务处理、安全和隐私保护等关键需求,区块链存在着加速边缘智能的巨大潜力。边缘智能和区块链两种技术相互融合,优势互补。在此背景下,本文旨在探讨边缘智能与区块链的关系,从区块链驱动的边缘智能和边缘智能驱动的区块链两个方面介绍边缘智能融合区块链的最新研究现状,应用与挑战,进而为泛在智能服务开辟新的视野。

关键词：边缘智能区块链隐私安全可伸缩性

一种基于特征导向解耦网络结构的滤波器修剪方法

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计算机研究与发展 2024年第7期61卷 1836-1849页

作者：施瑞文李光辉代成龙张飞飞江南大学人工智能与计算机学院江苏无锡214122 江苏邦融微电子有限公司江苏昆山215300

现有的很多深度神经网络模型剪枝方法需要修改损失函数或在网络中嵌入额外的变量,无法直接受益于预训练网络,而且复杂化了前向推理和训练过程.到目前为止,大部分特征导向的剪枝工作仅利用通道内信息分析滤波器的重要性,使得剪枝过程无... 详细信息

现有的很多深度神经网络模型剪枝方法需要修改损失函数或在网络中嵌入额外的变量,无法直接受益于预训练网络,而且复杂化了前向推理和训练过程.到目前为止,大部分特征导向的剪枝工作仅利用通道内信息分析滤波器的重要性,使得剪枝过程无法利用通道间的潜在联系.针对上述问题,基于特征导向从通道间的角度考虑滤波器修剪任务,使用几何距离度量通道间的潜在相关性,将滤波器修剪定义为一个优化问题,并引入贪婪策略寻求最优解的近似解.该方法实现了剪枝与网络、剪枝与训练的解耦,从而简化了修剪任务.大量的实验证明了该方法对于各种网络结构都有良好的性能,例如在CIFAR-10数据集上,将VGG-16的参数量和浮点运算量分别降低了87.1%和63.7%,并且达到93.81%的高精度.还使用轻量型网络MobileFaceNets和CASIA-WebFace数据集评估该方法的性能,结果显示使用该剪枝方法后,MobileFaceNets在参数量和浮点运算量分别降低58.0%和63.6%的情况下,在LFW上的测试精度仍然达到99.02%,而且推理精度几乎没有损失(源代码发布在:https://***/SSriven/FOAD).

关键词：深度学习模型压缩模型剪枝神经网络加速几何距离

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基于感知融合的自适应无创呼吸机技术研究

控制与决策 2024年第7期39卷 2421-2430页

作者：邓子亨李敏希沈大伟邹建伟邓庆绪东北大学计算机科学与工程学院沈阳110167 中铁九局集团电务工程有限公司沈阳110013

随着全球老龄化和呼吸系统疾病增加,无创呼吸机使用场景逐渐从医院转向日常家庭,因此迫切需要呼吸机具备更强的自主适应能力,以针对不同病症进行个性化治疗.然而,目前呼吸机产品智能化程度较低,并主要受制于呼吸机对患者呼吸状态的识别... 详细信息

随着全球老龄化和呼吸系统疾病增加,无创呼吸机使用场景逐渐从医院转向日常家庭,因此迫切需要呼吸机具备更强的自主适应能力,以针对不同病症进行个性化治疗.然而,目前呼吸机产品智能化程度较低,并主要受制于呼吸机对患者呼吸状态的识别能力与针对性调节呼吸机参数的自适应能力.针对以上现状,结合感知融合、深度学习等相关技术,设计并实现一套基于感知融合的无创呼吸机自适应算法.算法包括两个部分:基于深度学习的参数初始化算法和基于深度学习的逐步滴定算法.参数初始化算法根据患者历史呼吸数据,对呼吸机通气模式和参数进行初始化;逐步滴定算法在参数初始化的基础上,通过多种传感器实时检测患者状态参数变化,并根据状态参数对呼吸机进行调节,直至整个治疗环节结束.最后在仿真平台上对所提出的自适应算法进行不同呼吸症状、漏气情况的仿真实验,结果表明所提出算法在分类准确率与回归精度等多个指标上均优于现有同类型工作,有望加快呼吸机智能化进程,为患者提供个性化治疗的可能性.

关键词：无创呼吸机技术感知融合技术呼吸状态检测深度学习