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面向机器人系统的虚实迁移强化学习综述

软件学报 2024年第2期35卷 711-738页

作者：林谦余超伍夏威董银昭徐昕张强郭宪中山大学计算机学院广东广州510006 香港大学机械工程系中国香港999077 国防科技大学智能科学学院湖南长沙410073 大连理工大学计算机科学与技术学院辽宁大连116081 南开大学人工智能学院天津300350

近年来,基于环境交互的强化学习方法在机器人相关应用领域取得巨大成功,为机器人行为控制策略优化提供一个现实可行的解决方案.但在真实世界中收集交互样本存在高成本以及低效率等问题,因此仿真环境被广泛应用于机器人强化学习训练过程... 详细信息

近年来,基于环境交互的强化学习方法在机器人相关应用领域取得巨大成功,为机器人行为控制策略优化提供一个现实可行的解决方案.但在真实世界中收集交互样本存在高成本以及低效率等问题,因此仿真环境被广泛应用于机器人强化学习训练过程中.通过在虚拟仿真环境中以较低成本获取大量训练样本进行策略训练,并将学习策略迁移至真实环境,能有效缓解真实机器人训练中存在的安全性、可靠性以及实时性等问题.然而,由于仿真环境与真实环境存在差异,仿真环境中训练得到的策略直接迁移到真实机器人往往难以获得理想的性能表现.针对这一问题,虚实迁移强化学习方法被提出用以缩小环境差异,进而实现有效的策略迁移.按照迁移强化学习过程中信息的流动方向和智能化方法作用的不同对象,提出一个虚实迁移强化学习系统的流程框架,并基于此框架将现有相关工作分为3大类:基于真实环境的模型优化方法、基于仿真环境的知识迁移方法、基于虚实环境的策略迭代提升方法,并对每一分类中的代表技术与关联工作进行阐述.最后,讨论虚实迁移强化学习研究领域面临的机遇和挑战.

关键词：强化学习迁移学习虚实迁移现实差距机器人控制

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区块链下社交网络用户抄袭识别方案

计算机应用 2024年第1期44卷 242-251页

作者：李莉杨春艳朱江文胡荣磊北京电子科技学院电子与通信工程系北京100071 西安电子科技大学计算机科学与技术学院西安710071

针对社交网络中用户抄袭难以识别的问题,为保障原创作者权益并对具有抄袭行为的用户进行追责,提出了区块链下社交网络用户抄袭识别方案。针对现有区块链缺少通用溯源模型的问题,设计基于区块链的溯源信息管理模型来记录用户操作信息,为... 详细信息

针对社交网络中用户抄袭难以识别的问题,为保障原创作者权益并对具有抄袭行为的用户进行追责,提出了区块链下社交网络用户抄袭识别方案。针对现有区块链缺少通用溯源模型的问题,设计基于区块链的溯源信息管理模型来记录用户操作信息,为文本相似度检测提供依据。在Merkle树和布隆过滤器结构的基础上,设计了新的索引结构BHMerkle,减少了区块构建和查询时的计算开销,实现了对交易的快速定位。同时提出多特征权重Simhash算法,提高了词权计算的准确性并提高签名值匹配阶段的效率,从而对具有抄袭行为的恶意用户进行识别,并通过奖惩机制遏制恶意行为的发生。抄袭识别方案在不同主题的新闻数据集上的平均准确率为94.8%,平均召回率为88.3%,相较于多维度Simhash算法和基于信息熵加权的Simhash(E-Simhash)算法,平均准确率分别提升了6.19、4.01个百分点,平均召回率分别提升了3.12、2.92个百分点。实验结果表明,所提方案在抄袭文本的查询及检测效率方面均有所提升,且在抄袭识别方面具有较高的准确性。

关键词：区块链抄袭识别 Simhash算法相似度检测社交网络

阵列波导AR显示系统出瞳面光均匀性优化及漏光抑制

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光子学报 2024年第9期53卷 181-191页

作者：段涛涛仝晓刚楼国红张蕊蕊张麟华黄伟太原师范学院计算机科学与技术学院晋中030619 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所苏州215123 太原工业学院电子工程系太原030008 山西科技学院长治048011

阵列波导增强现实显示系统部分反射镜反射率参数组合多,手动优化耗时且难以获得优化的参数组合,导致显示均匀性不佳。为此结合Python与LightTools对阵列波导各个部分反射镜反射率进行自动优化,获得优化的反射率参数组合;基于人眼角分辨... 详细信息

阵列波导增强现实显示系统部分反射镜反射率参数组合多,手动优化耗时且难以获得优化的参数组合,导致显示均匀性不佳。为此结合Python与LightTools对阵列波导各个部分反射镜反射率进行自动优化,获得优化的反射率参数组合;基于人眼角分辨率极限要求,利用蒙特卡罗方法对波导基板上下表面和部分反射镜阵列的平行公差要求进行仿真分析,在此基础上优化设计了阵列波导显示系统,提出了在阵列波导出光面镀增透膜的漏光抑制方法,进而开发了视场角为40°、出瞳均匀性达83%的阵列波导增强现实显示样机。样机在颜色均一性和还原性等指标方面有显著优势,实现了高出瞳面光均匀性,且明显降低了漏光。

关键词：阵列光波导增强现实自动优化蒙特卡罗分析均匀性漏光

基于Raptor编码的多输入多输出光通信系统设计

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广西科学 2024年第1期31卷 119-125页

作者：郝兵吴迪萧威河套学院数学与计算机系内蒙古巴彦淖尔015000 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001 安徽理工大学电气与信息工程学院安徽淮南232001

为了提高可见光通信(Visible Light Communication,VLC)系统的复用增益,本文提出一种基于多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)的固定比例像素化VLC系统。系统首先执行空间角度映射,使数据的传送可在角域中进行;同时利用R... 详细信息

为了提高可见光通信(Visible Light Communication,VLC)系统的复用增益,本文提出一种基于多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)的固定比例像素化VLC系统。系统首先执行空间角度映射,使数据的传送可在角域中进行;同时利用Raptor编码方法来跟踪由于窗口截断而引起的数据信道特性变化;然后对于使用高速相机捕捉到的一系列时变图像,利用散景效应获得所有链路距离上的固定比例图像。实验利用液晶显示器和高速相机,对所提出的VLC系统进行了验证。与传统的像素化MIMO系统相比,本文所提出的系统在未对准朝向的情境下具有更高的鲁棒性,从而在多路复用场景有着广泛的应用前景。

关键词：多输入多输出可见光通信 Raptor编码空间角度映射固定比例

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基于因果干预的无偏面部动作单元识别

电子学报 2024年

作者：邵志文陈必宽祝汉城周勇姚睿马利庄中国矿业大学计算机科学与技术学院矿山数字化教育部工程研究中心上海交通大学计算机科学与工程系华东师范大学计算机科学与技术学院

面部动作单元（Action Unit,AU）识别是计算机视觉与情感计算领域的热点课题. AU识别属于多标签二分类任务，目前面临着标签不均衡等挑战.现有的主流算法利用AU之间的关联，通过调整采样率和AU的权重来进行标签重均衡化.然而，这些方法... 详细信息

面部动作单元（Action Unit,AU）识别是计算机视觉与情感计算领域的热点课题. AU识别属于多标签二分类任务，目前面临着标签不均衡等挑战.现有的主流算法利用AU之间的关联，通过调整采样率和AU的权重来进行标签重均衡化.然而，这些方法仅仅使模型预测时从偏向出现频率高的标签转为偏向出现频率低的标签，并未解决偏置问题.根据出现频率的高低可将AU划分为头类和尾类，公平对待每一类是实现AU无偏识别的关键.本文引入因果推理理论，提出基于因果干预的无偏化方法（Causal Intervention for Unbiased facial action unit recognition,CIU），以解决多AU间不均衡的问题.通过调整不平衡域和平衡但不可见域上的经验风险实现模型的无偏性.大量实验结果表明，本方法在基准数据集BP4D、DISFA上超越已有的方法，其中在DISFA上超越当前最先进方法1.1%，且可以学习到无偏的特征表示.

关键词：因果推理无偏性面部动作单元识别多标签二分类标签不均衡经验风险

基于状态可观测性和多模态数据PF的移动目标跟踪

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无线电工程 2024年第6期54卷 1504-1511页

作者：胡国华赵涓涓郝耀军忻州师范学院计算机系山西忻州034000 太原理工大学信息与计算机学院山西太原030024

为了实现对移动目标的跟踪,提出了一种新颖的基于目标状态可观测性和多模态数据粒子滤波(Particle Filter,PF)的跟踪方案。通过部署在目标移动区域中的传感器获得跟踪目标的距离和到达方向测量值,对接收到的数据进行预处理来计算PF的观... 详细信息

为了实现对移动目标的跟踪,提出了一种新颖的基于目标状态可观测性和多模态数据粒子滤波(Particle Filter,PF)的跟踪方案。通过部署在目标移动区域中的传感器获得跟踪目标的距离和到达方向测量值,对接收到的数据进行预处理来计算PF的观测值,以形成一个临时距离图像。通过利用状态更新函数和形成的候选图像模板确定目标状态向量;在PF器中加入额外的加权阶段,使得PF器可自适应地同步多模态数据流,以实现鲁棒的目标跟踪。仿真实验结果验证了所提方案能够有效地跟踪移动目标。

关键词：无线传感器网络移动目标跟踪状态向量粒子滤波多模态数据传播延迟

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能量信息深度融合的移动网络架构及其技术挑战

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中国科学：信息科学 2024年第4期54卷 745-757页

作者：周盛孙宇璇姜之源龚杰常征牛志升清华大学电子工程系北京100084 北京交通大学电子信息工程学院北京100044 上海大学通信与信息工程学院上海200444 中山大学计算机学院广州510275 电子科技大学计算机科学与工程学院成都611731

5G的大规模部署伴随着网络能耗呈指数级增长,与此同时,国家提出了"碳达峰"与"碳中和"的"双碳"目标,因此移动网络的节能减排已刻不容缓.然而,一方面随着人工智能等技术的发展,未来6G网络中计算类业务预期将迎来大幅增长;另一方面,实现绿... 详细信息

5G的大规模部署伴随着网络能耗呈指数级增长,与此同时,国家提出了"碳达峰"与"碳中和"的"双碳"目标,因此移动网络的节能减排已刻不容缓.然而,一方面随着人工智能等技术的发展,未来6G网络中计算类业务预期将迎来大幅增长;另一方面,实现绿色低碳需要提升可再生能源的利用率,但绿色新能源供能不稳难以保证服务质量.为应对以上挑战,本文提出一种能量与信息服务深度融合的低碳网络架构,通过构建一个协调异质资源的智能控制面,充分利用并调度移动网络中泛在的算力、通信和储能,在保证6G个性化业务服务质量要求的同时,以期大幅降低网络能耗与碳排放.本文同时还讨论了该架构下的调度机制设计以及可能的未来研究方向.

关键词： 6G 低碳节能通信计算融合绿色能源

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基于因果推断的业务流程时间异常根因分析方法

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计算机集成制造系统 2024年

作者：郭娜刘聪李彩虹欧阳春倪维健曾庆田山东理工大学电气与电子工程学院山东理工大学计算机科学与技术学院昆士兰科技大学信息系统系山东科技大学计算机科学与工程学院

流程的执行时间通常是关键的业务考核指标，未在规定执行时间内完成的案例和活动均可视为流程时间异常，可能造成超时、客户投诉等风险。因此，剖析流程时间异常的根本原因可有针对性的提出整改方案和干预措施。然而，导致时间异常的潜... 详细信息

流程的执行时间通常是关键的业务考核指标，未在规定执行时间内完成的案例和活动均可视为流程时间异常，可能造成超时、客户投诉等风险。因此，剖析流程时间异常的根本原因可有针对性的提出整改方案和干预措施。然而，导致时间异常的潜在原因繁多难以全面提取，逐一分析严重影响执行效率，并且根本原因分析的准确性难以保证。针对上述问题，为探究业务流程时间异常的根本原因，本文提出一种基于因果推断的业务流程时间异常根因溯源分析框架。首先，扩展事件日志的时间信息和工作负载，提供丰富的候选原因。其次，生成案例和活动执行时间异常因果假设，确定对应的潜在原因，建立案例与活动间的联系以便于根因溯源。然后，应用基于元学习的因果推断方法，估计因果效应以确定因果关系。最后，在5个真实事件日志上与最新方法进行比较，并可视化根因结果。实验结果表明，本文方法可有效提高流程时间异常根因的分析效率，得到更合理的原因。

关键词：业务流程因果推断根本原因时间异常元学习

基于图像深度先验和鲁棒马尔可夫随机场的有遮挡人脸识别

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计算机科学 2024年第7期51卷 244-256页

作者：李小薪丁伟杰方怡张远成王琦晖浙江工业大学计算机科学与技术学院杭州310023 浙江警察学院计算机与信息安全系杭州310053 杭州师范大学钱江学院杭州311121

由遮挡所引发的测试数据和训练数据之间的差异,是人脸识别技术面临的重要挑战。现有的基于深度神经网络的有遮挡人脸识别方法大多需要使用大规模的有遮挡的人脸图像来训练网络模型。然而,现实世界中的任何外界物体都有可能成为遮挡,有... 详细信息

由遮挡所引发的测试数据和训练数据之间的差异,是人脸识别技术面临的重要挑战。现有的基于深度神经网络的有遮挡人脸识别方法大多需要使用大规模的有遮挡的人脸图像来训练网络模型。然而,现实世界中的任何外界物体都有可能成为遮挡,有限的训练集数据很难穷尽所有的可能性,并且使用大规模的有遮挡人脸图像训练网络模型的做法与人类视觉机制是相违背的,人眼对于遮挡区域的感知在本质上与遮挡本身并没有关系,仅依赖于无遮挡的人脸图像。为了模拟人类视觉的遮挡检测机制,将图像深度先验和鲁棒马尔可夫随机场模型结合起来,构建基于小样本数据的遮挡检测模型DIP-rMRF,并提出了一致性零填充方法以有效利用DIP-rMRF的遮挡检测结果进行后续的人脸识别。在Extended Yale B,AR和LFW这3个人脸数据库上,针对VGGFace, LCNN,PCANet, SphereFace, InterpretFR,FROM这6种CNN模型的实验结果表明,DIP-rMRF能够有效地处理遮挡以及由极端光照所引发的“类遮挡”,从而极大提升现有的深度神经网络模型对有遮挡人脸识别的性能。

关键词：有遮挡人脸识别图像深度先验鲁棒马尔可夫随机场一致性零填充结构误差度量