1974年1月创刊(月刊)
主管/主办:重庆西南信息有限公司
ISSN 1002-137X
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    1. 一种基于CSI的非合作式人体行为识别方法
    李晓薇, 余江, 常俊, 杨锦朋, 冉亚鑫
    计算机科学    2019, 46 (12): 266-271.   https://doi.org/10.11896/jsjkx.190200349
    摘要 (157)   PDF (3080KB) (476)  
    目前,基于Wi-Fi的无线人员感知技术被广泛应用于防入侵安全监测、人类健康护理、步态识别等领域,对此提出了一种基于无设备的非合作式人体行为识别方法,利用Wi-Fi信号的信道状态信息CSI来识别5个动态活动:行走、坐-站、深蹲、跳跃和跌倒。该方法利用SIMO系统采集CSI数据,在对CSI幅度和相位分别进行预处理之后,实施3个步骤来降低计算开销机制:子载波融合、基于移动方差阈值的不良数据链路剔除以及基于小波变换的动态时间窗口的数据分割。在经过前期的各项预处理后提取动作特征,从时域扩展到频率域,通过分析多普勒功率谱的特性来提高CSI信号的利用率。实验结果表明,总体识别率随着使用特征维度的增加而上升;组合分类器加权投票方法经过两轮投票优化,把对5个动作的总体识别率提高到90.3%,且相较于RSSI,CSI在人体行为识别领域的优势更加明显。
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    2. 基于深度学习的交通信号灯快速检测与识别
    钱弘毅, 王丽华, 牟宏磊
    计算机科学    2019, 46 (12): 272-278.   https://doi.org/10.11896/jsjkx.190400026
    摘要 (315)   PDF (2494KB) (1057)  
    交通信号灯检测与识别技术能够辅助司机做出正确的驾驶决策,减少交通事故的发生,为无人驾驶的实现提供安全保障。针对交通信号灯检测场景复杂多变、目标通常占检测数据集图片的比例极小等技术难点,提出了一种基于深度学习的交通信号灯快速检测与识别算法。整体框架包括如下3部分:基于启发式的图像预分割,用于缩小搜索范围,提升信号灯面板在输入图像中的相对大小和检测精度;基于深度学习的检测与识别,利用卷积神经网络准确地检测与识别信号灯;利用NMS(Non-Maximum Suppression)算法去除上一阶段中重复的检测框。提出的Split-CS-Yolo模型在LISA数据集上取得了96.08%的mAP和2.87%的漏检率,相比Yolo系列的其他方法,其不仅有更高的准确率和更低的漏检率,还将模型大小缩小到原始Yolov2的8.6%,使得检测速度提升了63%。
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    3. 使用模糊聚类的胶囊网络在图像分类上的研究
    张天柱, 邹承明
    计算机科学    2019, 46 (12): 279-285.   https://doi.org/10.11896/jsjkx.190200315
    摘要 (197)   PDF (1422KB) (561)  
    胶囊网络中动态路由的本质就是聚类算法思想的实现。考虑到已有胶囊网络中的聚类方式需要数据满足一定的分布才能达到最好的效果,且图像特征比较复杂,于是将一种普适性更好的模糊聚类算法作为胶囊网络中的特征整合方式,并添加了一个使用信息熵来度量不确定性的激活值,以区分同一级别胶囊层特征的显著性。同时,借鉴特征金字塔网络的思想,将不同胶囊层的特征采样成相同尺度,然后进行融合独立训练。基于Keras框架进行实验,其结果表明,相比原来的胶囊网络,这种具有新型结构的胶囊网络在MNIST和CIFAR-10上有更高的识别准确率。对比实验证明了模糊聚类算法在胶囊网络上的应用潜力,其改善了原胶囊网络中聚类算法存在局限的问题;也证明了对胶囊网络中不同层的特征进行融合,能够获得包含信息更丰富且表达能力更强的特征。
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    4. 基于词向量融合的遥感场景零样本分类算法
    吴晨, 袁昱纬, 王宏伟, 刘宇, 刘思彤, 全吉成
    计算机科学    2019, 46 (12): 286-291.   https://doi.org/10.11896/jsjkx.181202257
    摘要 (195)   PDF (3163KB) (348)  
    零样本分类算法无须标注要识别的类别样本,因而能大幅度降低实际应用成本,近年来受到广泛关注。遥感场景类别的语义词向量与图像特征空间原型的结构不一致问题,严重影响了遥感场景零样本的分类效果。利用不同词向量间的互补性,文中提出一种基于语义词向量融合的遥感场景零样本分类算法,即耦合式解析字典学习(Coupled Analysis Dictionary Learning,CADL)方法。首先,采用稀疏编码效率较高的解析字典学习方法获取各语义词向量的稀疏系数,以减少冗余信息;然后,将对应的稀疏编码系数串接后作为融合语义词向量表示,并将融合语义词向量线性映射到图像特征空间,与图像特征空间场景类别原型表示进行结构对齐,以降低结构差异性;最后,计算得到要识别的场景类别的图像特征原型,并采用最近邻分类器在图像特征空间完成分类。在UCM和AID数据集上对多种语义词向量的融合进行定量实验,同时将RSSCN7数据集作为已知场景类别的数据集来对两幅实际遥感图像进行定性实验。在UCM和AID上的定量实验分别获得了最高总体分类准确度48.40%和60.23%,相比于典型零样本分类方法的总体分类准确度分别提升了4.80%和6.98%。对两幅实际遥感图像的定性实验,同样获得了最佳零样本的分类效果。实验结果表明,多种语义词向量融合,可以获得与图像特征空间原型结构更一致的语义词向量,且显著提升了遥感场景零样本分类的准确度。
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    5. 基于可穿戴设备的心电图自适应分类算法研究
    樊敏, 王晓锋, 孟小峰
    计算机科学    2019, 46 (12): 292-297.   https://doi.org/10.11896/jsjkx.190500181
    摘要 (214)   PDF (1597KB) (646)  
    目前,心血管疾病已成为全球人类非传染性死亡的主要原因,死亡人数约占全球死亡总人数的1/3,且患病人数逐年增加。可穿戴设备被用于对心电图进行自动分类,以实现对心血管疾病的早监测、早预防。随着边缘机器学习和联邦学习的兴起,小型机器学习模型成为了人们关注的热点。针对可穿戴心电图设备低配置、低功耗及个性化的特点,文中研究了一种基于LSTM的轻量级网络结构,并采用自适应算法来优化病人个体的心电图分类模型。该模型利用MIT-BIH公开数据集开展实验,将VEB和SVEB的分类效果与其他相关研究进行了比较。实验结果表明,所提算法的模型结构简单且分类识别率高,能够满足可穿戴设备对病人心电图监测的需求。
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    6. 基于无监督学习的二维工程CAD模型端到端检索算法
    曾凡智, 周燕, 余家豪, 罗粤, 邱腾达, 钱杰昌
    计算机科学    2019, 46 (12): 298-305.   https://doi.org/10.11896/jsjkx.190900003
    摘要 (212)   PDF (2795KB) (450)  
    针对企业产品制造过程中海量的计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)模型的高效检索难题,文中研究了一种基于二维CAD模型内容特征的检索算法,构建了一个可用于CAD的DXF格式源文件模型库的检索系统原型。首先,通过对二维CAD模型的DXF文件结构进行分析,来研究模型中的图元规律并进行形状重构;其次,依据图元特点,提出了基于统计直方图、二维形状分布和傅里叶变换共3类内容特征的提取方法;最后,设计了基于无监督学习的多特征融合框架及相似度计算方法,从而提取出了模型的融合特征描述子并实现了二维CAD模型检索。实验结果表明,文中提取的融合特征相较于单一特征包含了更加丰富的内容特征且具有高效的鉴别力。该系统可以直接应用于产品个性化定制、设计重用等方面,有助于企业进一步提升智能制造能力。
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    7. 基于领域偏好的可变时间窗口时序数据主题模式识别算法
    王一博, 彭广举, 何远舵, 王亚沙, 赵俊峰, 王江涛
    计算机科学    2019, 46 (11): 251-259.   https://doi.org/10.11896/jsjkx.191100505C
    摘要 (134)   PDF (2389KB) (330)  
    随着传感器的普及,智慧城市、普适计算等领域应用不断涌现,对时序数据处理的需求也在不断增长。时序数据中反复出现的高度相似的模式被称为主题模式。时序数据的主题模式蕴含有了大量的信息,对主题模式的识别是时序数据处理的重要分支领域。现有主题模式识别算法无法根据特定应用或领域的知识来指定主题模式识别的偏好,从而难以发现对分析领域问题最具价值的模式。针对这一问题,文中给出了一种可以根据领域偏好定义子序列相似性的机制,并设计了一种针对上述相似性度量机制的可变时间窗口主题模式识别加速剪枝算法。实验证明,所提方法在多个公开数据集上,能高效且准确地发现具有领域偏好的主题模式。
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    8. 基于快速自适应的二维经验模态分解的图像去噪算法
    刘佩, 贾建, 陈莉, 安影
    计算机科学    2019, 46 (11): 260-266.   https://doi.org/10.11896/jsjkx.190400159
    摘要 (170)   PDF (4225KB) (546)  
    为了能够对图像进行自适应的分解,并准确刻画分解系数的分布状态,提出了一种新的基于快速自适应二维经验模态分解的图像去噪算法。该算法首先对图像进行快速自适应二维经验模态分解,通过确定分解后以噪声主导的子带的个数,进一步利用正态逆高斯模型对以噪声主导的子带系数分布进行建模;然后使用贝叶斯最大后验概率估计理论从模型导出相应的阈值;最后采用最优线性插值阈值函数算法完成去噪。仿真结果表明,对于添加不同标准差大小高斯白噪声的测试图像,所提算法在峰值信噪比上相比sym4小波去噪、双变量阈值去噪、邻近算子的全变分算法和重叠组稀疏的全变分算法分别平均提高了4.36dB,0.85dB,0.78dB和0.48dB,结构相似性指数也有不同程度的提高,有效地保留了更多的图像细节。实验结果证明,所提算法在视觉性能和评价指标方面均优于对比算法。
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    9. 基于双向KNN排序优化的行人再识别算法
    包宗铭, 龚声蓉, 钟珊, 燕然, 戴兴华
    计算机科学    2019, 46 (11): 267-271.   https://doi.org/10.11896/jsjkx.181001861
    摘要 (185)   PDF (1462KB) (342)  
    在跨摄像头的行人再识别任务中,光照、视角以及遮挡物等成像因素导致行人外观在不同视角下呈现出巨大变化,这使得对目标行人的再识别工作变得十分困难。利用重排序算法虽然可以在一定程度上提高行人再识别的准确率,但增加了时间成本和人力成本,且容易引入新的噪声。为此,文中提出了一种基于双向KNN排序优化的行人再识别算法。首先,采用预训练加微调的策略来提取行人的深度特征;然后,利用XQDA和KISSME两种度量学习方法来比较特征间的距离,计算初始排名;最后,根据查询图像和候选图像间的双向KNN关系计算Jaccard距离,并将其与初始距离加权求和作为重排序的参照,计算出新的排名。在CUHK03,Market1501和PRW 3个数据集上的实验表明,文中提出的重排序算法在Rank1和mAP两个评价指标上分别获得了12.2%和13.4%的提升。实验数据充分说明,基于双向KNN排序优化的行人再识别算法可以有效降低重排序时引入噪声的概率,从而提高行人再识别的准确率。
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    10. 融合权重与卷积核删减的SSD网络压缩
    韩佳林, 王琦琦, 杨国威, 陈隽, 王以忠
    计算机科学    2019, 46 (11): 272-276.   https://doi.org/10.11896/jsjkx.180901630
    摘要 (300)   PDF (1726KB) (263)  
    目标检测是计算机视觉领域中重要的研究方向。近几年,深度学习在基于视频的目标检测领域取得了突破性研究进展。深度学习强大的特征学习和特征表达能力,使其能够自动学习和提取相关特征并加以利用。然而,复杂的网络结构使得深度学习模型具有参数规模大、计算需求高、占用存储空间大等问题。基于深度神经网络的单发多框检测器(Single-shot Multi-box Detector 300,SSD300)能够对视频中的目标进行实时检测,但无法移植到嵌入式设备或移动终端以满足实际应用中的需求。为了解决该问题,文中提出了一种权重删减和卷积核删减融合的方法。首先,针对深度卷积神经网络模型权重参数过多导致模型过大的问题,采用权重删减的方法移除各卷积层中的冗余权重,确定各层权重的稀疏度;然后,针对卷积层计算量大的问题,根据各卷积层中的权重稀疏度对冗余卷积核进行删减,以减少冗余参数和计算量;最后,对删减后的神经网络进行训练,以恢复其检测精度。为验证该方法的有效性,在卷积神经网络框架caffe平台上对SSD网络模型进行验证。结果表明,压缩加速后的SSD300网络模型的大小为12.5MB,检测速度最高可达50FPS (frames per second)。实验实现了在网络检测准确率下降尽量小的前提下,将SSD300网络压缩了8.4×,加速了2×。权重删减和卷积核删减融合的方法为SSD300网络在视频检测中的智能化应用提供了可行性方案。
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