融合残差连接的图像语义分割方法

由于传统SegNet模型在采样过程中产生了大量信息损失,导致图像语义分割精度较低,为此提出了一种融合残差连接的新型编-解码器网络结构:文中引入了多残差连接策略,更为全面地保留了多尺度图像中包含的大量细节信息,降低还原降采样所带来的信息损失;为进一步加速网络训练的收敛效率,改善样本的不平衡问题,设计了一种带平衡因子的交叉熵损失函数,对正负样本不平衡现象予以针对性的优化,使得模型的训练更加高效;实验表明该方法较好地解决了语义分割中信息损失以及分割不准确的问题,与SegNet相比,本网络在Cityscapes数据集上进行精细标注的mIoU值提高了约13%。

基于注意力机制和全局特征优化的点云语义分割

在基于深度学习的三维点云语义分割算法中,为了加强提取局部特征细粒度能力和学习不同局部邻域之间的长程依赖性,提出一种基于注意力机制和全局特征优化的神经网络。首先,通过加性注意力的形式设计单通道注意力(SCA)模块和点注意力(PA)模块,前者通过自适应调节单通道中各点特征加强对局部特征的分辨能力,后者通过调节单点特征向量之间的重要程度抑制无用特征并减少特征冗余;其次,加入全局特征聚合(GFA)模块,聚合各局部邻域特征,以捕获全局上下文信息,从而提高语义分割精度。实验结果表明,在点云数据集S3DIS上,所提网络的平均交并比(mIoU)相较于RandLA-Net(Random sampling and an effective Local feature Aggregator Network)提升了1.8个百分点,分割性能良好,具有较好的适应性。

基于嵌入式终端的YOLOv3算法优化实现

图像目标识别技术是计算机视觉研究领域的热点问题。然而目前先进的目标检测算法大多基于服务器端训练部署,在如今的移动互联网时代背景下无法做到真正的落地应用。同时考虑到国产化芯片和软件开发环境需求,优化并训练了YOLOv3检测模型,并基于嵌入式终端-百度EdgeBoard边缘AI计算盒进行了模型部署。实验结果充分表明优化后的YOLOv3-MobileNetv1模型对行人、车辆、飞机等多类目标均具有良好的检测识别效果。

改进暗通道的水下图像复原算法

水下光学环境的特殊性导致了正常拍摄的水下图像存在雾化现象、偏色和低对比度,现有复原方法存在深度图上局部错估和透射图不精确的问题。为了更好的提升水下图像的质量,提出了一种能够平衡衰减、精确估计全局环境光的改进暗通道的水下图像复原算法。通过梯度图和通道差构建深度图,获取全局环境光;通过平衡衰减的暗通道,得到更精确的透射图;通过白平衡算法校正色偏,进一步改善图像质量。为了验证算法的有效性,在UIEBD数据集和RUIE数据集上进行了实验评估,UIQM指标分别为1.560和1.668,UCIQE指标分别为0.470和0.364。实验结果表明,本文提出的改进能有效提升水下图像的复原效果。

基于深度学习的糖尿病足伤口TEXAS分期研究

针对糖尿病足辅助诊断问题,提出了一种有效的具有两级集成卷积神经网络的深度学习方法。利用加载预训练权重的121层密集卷积网络DenseNet121和EfficientNet-B0网络作为集成卷积神经网络训练时特征提取的初始参数;再使用数据集Diabetic Foot UlcersGrand Challenge 2021进行整个网络的训练,从而实现糖尿病足伤口感染和缺血特征的TEXAS自动分期。使用5折交叉验证获得的该方法受试者工作特征曲线下面积值为0.989,准确率为0.954,查全率为0.944,查准率为0.954,F1-score为0.956。结果显示该方法性能良好,在临床辅助诊断中具有较好的应用潜力。

数字技术与企业服务场景的融合——基于北京服务业数字化发展的研究

随着我国数字经济规模的不断增长,数字化在不断影响着人们的生产和生活。北京市服务业数字化进程也在不断加快,引发了生活服务业和物流服务业的数字化创新与发展。以北京生活服务业和物流服务业为研究对象,对其服务场景与数字技术的融合进行了深入分析,旨在促进北京市服务业的数字化发展。

连云港动力泥沙场信息共享平台设计与实现

为满足连云港港信息化管理需求,运用Python数据库预处理技术和JavaScript云平台技术,采用C/S和B/S混合体系构建应用系统平台.系统采用前后端分离的方式开发:客户端主要针对PC端浏览器开发,采用HTML、CSS、Javascript开发;服务器端程序采用Java开发,使用Spring Boot框架开发.平台操作简便,实现了港口相关数据可视化、历史数据的浏览和模拟数据展示等功能,满足港口航道管理信息现代化需求.

改进YOLOv5s的纱管目标检测方法

为解决传统纱管分类方法效率低下、误差较高的问题,提出一种基于改进YOLOv5s算法的纱管目标识别方法。该算法融合了坐标注意力模块(CA)和Transformer模块,提出了新的SPP模块(SPP+)替换传统的SPP模块,使用加权双向特征金字塔网络(BiFPN)思想增强特征融合,并使用WIoU损失函数替代原有的损失函数。为验证改进算法性能,制作了一套纱管数据集,并基于改进YOLOv5s算法进行了纱管检测实验。实验结果表明改进的算法具有更好的识别效果。

基于水印神经网络的可溯源DNN模型保护方法

针对深度神经网络(deep neural networks,DNN)模型安全与版权认证的问题,提出了一种多用户溯源的水印神经网络模型,通过密钥驱动生成水印图像,将其不可见地嵌入待保护目标模型的输出图像中,实现DNN模型的知识产权保护和版权追踪。在待保护的DNN模型中添加一种编解码器网络实现水印的嵌入,并使用双流篡改检测网络作为判别器,解决了模型的输出图像中可能出现的水印残留问题,提升了水印嵌入过程的不可感知性,减少了对DNN模型性能的影响,增强了安全性。此外,通过本文设计的双阶段训练法针对不同用户分发不同的含水印模型,当发生版权纠纷时,使用另一个残差网络可以从输出图像中提取水印图像。实验证明,本方法分发含水印的模型效率较高,并且即使对多个用户分发了嵌入相似水印图像的DNN模型,水印神经网络依然可以成功对模型进行溯源。

基于偏高免疫网络的低功耗节点调度方法仿真

提升网络的寿命,保证网络的均衡负载性能,需完成网络中低功耗节点的合理调度,因此,研究基于偏高免疫网络的低功耗节点调度方法。以网络的覆盖率和最低功耗为目标,构建网络低功耗节点调度目标函数,采用圆周法判断冗余节点实行判断并生成初始免疫种群,以此改进免疫算法,利用上述算法求解网络低功耗节点调度目标函数,获取节点调度最优抗体,即得出节点调度最优可行解;为保证节点调度的最佳效果,采用蝙蝠算法改进节点调度最优可行解,获取节点调度的优化结果。仿真测试结果得出:该方法具备界节点调度能力,能够结合感知范围自动调节存活节点数量,调度后能够保证网络的负载均衡性能,负载均衡结果均在0.022~0.035之间;可靠性结果均在0.92以上,并且在最低功耗下完成网路通信。

Ansoft HFSS仿真分析半波对称振子天线波长缩短效应

利用电磁仿真软件Ansoft HFSS,在5G信号n79波段内,取中心频率分别为4.2,4.4,4.6,4.7,4.8和5.0GHz进行仿真分析,得出这些频率的信号在实际天线中波长分别为64.04,61.22,59,96,58.7, 56.22,67.04 mm。表明,在实际天线中这些信号对应的波长与自由空间波长波长相比缩短率为6.1%。将此结果应用到信号频率分别为5和28GHz的天线仿真设计中,可计算出该频率信号在天线中的实际工作波长分别为117.4和10.06 mm。仿真结果表明,所得天线的谐振频率与预期吻合;天线的回波损耗,相对带宽,输出阻抗和方向增益皆满足移动基站通信天线的要求。

基于FREAK特征的多视角影像匹配算法研究

以特征点为基础的影像匹配算法具有稳定性好、效率高等优点。特征点提取易受光照、尺度以及旋转等因素的影响,当同名特征点的准确率较低时,将直接影响后续的影像拼接、目标识别等工作的正常进行。针对不同旋转角度影响影像匹配效果的问题,提出了基于FREAK特征的多视角影像匹配算法,该算法首先基于SIFT实现特征点的检测,并利用FREAK描述子对提取的特征点进行描述;其次,采用比值提纯法对特征点进行粗配准;最后,采用RANSAC算法对粗配准结果作进一步筛选,得到两幅影像的精确匹配结果。为了验证该算法的有效性,基于2组不同旋转角度的影像数据,分别对SURF算法、SURF-FREAK算法和本文提出的算法进行了对比实验,结果表明:本文提出的算法具有较高的准确率,同名点精度相对更高,对不同旋转角度的影像匹配具有较好的稳定性。

基于DEM的地理要素PRISM空间内插研究

利用PRISM模型基于DEM、站点数据和其它空间数据图层内插了气象要素,以便准确表达其空间分布特征。为了比较PRISM空间内插结果,采用GIS常用的Kriging内插、Spline内插等方法分别对降水和气温站点数据进行空间插补,并对内插结果进行精度分析、DEM空间分辨率的影响分析和各个权重因子的影响分析。分析表明,PRISM方法比其它内插方法能够更加精确地表达气象要素的空间分布,更适合于在地形复杂地区地表参数的空间内插。由于气象要素空间分布的复杂性,PRISM内插方法不能完全表达地表参数空间异质性。以后研究中,应在更小的站点影响单元内考虑更多因子利用PRISM方法进行气象要素的空间内插。

一种具有边缘保持的多尺度马尔可夫随机场模型图像分割方法

针对图像分割中常规四叉树结构的多尺度马尔可夫随机场模型非重叠区域在最优化过程中所造成的块效应,以及建模和推理过程导致低分辨率图像边缘细节模糊、缺失的现象,提出了一种具有边缘保持的多尺度马尔可夫随机场(Edge Preserving Multi-Resolution Markov Random Field, EPMRMRF)模型。该模型首先利用邻接区域之间的交互重叠约束,将局部区域的优化传递到相邻区域;其次采用具有边缘保持作用的Cauchy分布提取图像的多尺度边缘先验知识,在不同尺度上实现图像局部区域特征和多尺度边缘特征的融合。之后,为了对EPMRMRF模型进行迭代优化,提出一种分层区域置信度传播算法(Hierarchical Regional Belief Propagation Algorithm,HRBP),基于最大后验准则,求解马尔可夫随机场最大后验全局分布。实验结果表明,EPMRMRF模型和HRBP分割算法不仅有效保持了图像分割结果的边缘,获得了更好的分割结果,而且具有较快的分割速度,概率兰德指数相似性评价指标平均提升至0.890 9,全局一致性误差差异性评价指标平均降低至0.192 3。

基于视觉掩蔽的半脆弱水印技术研究

以人眼视觉系统的掩蔽特性为基础,提出了一种基于分组量化的自适应半脆弱水印嵌入方案,该方案能够在不参考原始载体的情况下对数字图像同时进行版权保护和内容认证。仿真实验结果表明,所提出的半脆弱水印方案不仅具有较好的透明性,对JPEG压缩、叠加噪声、平滑滤波等常规图像处理操作具有较好的鲁棒性,而且能够对剪切、替换等恶意图像篡改做出报警并确定被篡改位置。同时常规图像处理下其误检率与漏检率均比较低。

钢板剪力墙结构的耗能能力

在钢板剪力墙结构(简称SPSW)基于能量的性态抗震设计中,需要合理计算有不同滞回特征构件的滞回耗能。为反映剪力墙板滞回曲线的捏缩特征,本文提出了过程捏缩系数及平均捏缩系数,给出了剪力墙板滞回耗能的计算方法。采用数值方法细致分析1榀梁柱刚接的单层、单跨钢板剪力墙结构的滞回性能及耗能能力,并设计了12榀梁柱铰接的单层、单跨SPSW试件,考察了跨高比及高厚比两个参数对剪力墙板滞回性能的影响,总结了捏缩系数的变化规律,提出了简化计算公式。

基于改进YOLOv5的车辆与行人目标识别方法

为改进无人驾驶技术部署困难问题,该文提出一种基于YOLOv5的目标识别算法。算法引入Ghost Bottleneck模块,CBAM模块,将网络参数压缩,减少模型整体的计算量,同时提升模型推理速度;将原始模型CIoU损失函数替换为α-IoU损失函数,使得模型训练过程中更快收敛;用DWConv层替代原有网络中Neck部分的Conv层,可大大降低网络参数数量以及运算成本,同时可提取不同大小的特征信息,提升模型在物体识别方面的鲁棒性。实验证明,原始模型的参数量为7095906,权重文件为14.4 MB,mAP@0.5达到86.11%,检测速度为30.30 f/s;改进后模型参数量缩减为2546136,参数量减少了64.12%,权重文件为5.8 MB,权重文件大小减小了59.72%,mAP@0.5达到89.44%,检测速度提升至40.00 f/s,检测速度提升了32.01%。将改进后的模型部署至RK3399嵌入式移动端,算法识别速度较原始算法提升了约35.04%。

一种自适应非极大值抑制边缘检测算法及FPGA设计实现

边缘检测是机器视觉和计算机视觉处理的基础性工具,其效率和效果直接影响了后续图像处理的质量及视觉系统的整体响应时间.用FPGA平台固化边缘检测算法可以大大提高算法的效率.Sobel算法计算简单,但其检测出来的边缘粗,同时现有FPGA平台上采用的固定域值、经验阈值的实现方案通用性较差.为此,本文采用非极大值抑制方法来改进Sobel算子,并运用一种基于梯度直方图的二阶导数最大值的阈值选取策略使算法具自适应性.在FPGA平台上,采用流水线及分布式策略设计出边缘检测算法的并行运算电路.仿真结果表明与现有FPGA平台上的Canny与Sobel算法相比,改进后的边缘检测方案在保证实时性的前提下,提高了边缘检测的质量,具备了自适应性、FPGA门资源占用少等特性.

基于人脸识别的学生课程出勤管理系统设计

由于当前教师对于学生课堂出勤情况大多以手动形式进行记录,不利于后期的数据统计以及分析。针对此类学生课堂出勤问题,提出一种通过人脸识别结合My SQL数据库技术进行学生课堂管理的方法。通过人脸识别技术获取学生基本信息,并且通过数据库技术获取当前课程的信息,结合之前的学生信息对学生的课堂出勤情况进行实时记录,同时将学生信息与对应课程信息存储到数据库中。实验结果表明,系统可以将学生课堂出勤信息在数据库中进行记录并且易于统计。该方法最终实现了记录学生的课堂出勤情况,从而达到学生课堂管理的目的。

一种三维地形与疏浚绞刀虚拟生成方法

介绍了自主研发的三维地形与疏浚绞刀仿真系统。系统用数据分块与四边形网格表示三维地形,并建立了疏浚绞刀的三维模型及其隐式曲面方程,然后用绞刀包围盒求得碰撞的四边形网格和精确的碰撞点。仿真结构表明,该方法能够满足疏浚地形的实时性要求和符合绞吸土壤产量的计算精度要求,系统计算量小,速度较快。