MaskMix:用于变化检测的掩码混合数据增强方法

数据增强是提升变化检测模型泛化能力的一种主要方法。尽管现有的数据增强方法在图像分类、目标检测中取得了较好的效果,但忽略了多个时间序列图像之间的差异和变化目标的多样性。为了较好地保留变化区域并且增加复杂的背景信息,基于变化区域掩码,提出一种适用于变化检测的数据增强方法:MaskMix。首先,将当前图像对的变化区域粘贴到一个图像对上,得到具有新的背景和新的变化的变化图像对。其次,采用多路径加权融合策略进一步增强变化图像对。在每条路径上,从图像处理集合中随机选取一种经典的图像处理方法进一步处理变化图像对,然后使用Dirichlet分布产生的K维权重将K条路径处理后的图像对进行融合。最后,通过跳跃连接将处理前的图像对和处理后的图像对按Beta分布产生权重,进行更深层次的混合。实验结果表明,提出的MaskMix在BCD和LEVIR-CD两个数据集上,有效地提升了变化检测方法ADCDNet、BIT、ChangeFormer、SNUNet和DSAMNet的泛化性能。与现有的图像增强方法MixUp、AugMix、MUM和CropMix相比,MaskMix能有效增加变化图像的复杂性和多样性,提升现有变化检测方法的泛化性能。

基于混合动态掩码与多策略融合的医疗知识图谱问答

医疗知识图谱问答结合医学知识和自然语言处理技术,为医疗从业者和患者提供准确、快速的问答服务。随着数据激增,现有的中文医疗知识图谱不够全面,并且医学问题复杂多义,准确识别实体信息、生成通俗易懂的回答仍有挑战。提出了一种基于混合动态掩码与多策略融合的医疗知识图谱问答框架。通过整合公开数据集与医药平台的疾病知识,构建了一个包含34167个实体和297463条关系的医疗知识图谱,涵盖疾病、药品、食物等多个类别。提出BERT-MaskAttention-BiLSTM-CRF混合动态掩码模型来精确识别输入的医疗实体信息,更有效地关注重要内容,去除冗余信息干扰。采用实体对齐策略将医疗实体进行统一和标准化,通过意图识别策略深入理解用户的查询意图,结合大型语言模型对知识图谱的输出进行润色,保证回答内容更加容易理解。实验结果表明,在实体识别对比实验中模型的宏观平均F1值达到0.9602,在问答测试实验中,平均准确率达到0.9656,且生成的内容更加通俗易懂,可解释性强。

基于混合相位掩码与非线性像素互换的光学图像加密算法

为了解决当前光学图像加密技术在信息加密过程中忽略了明文自身特性,且其密文输出为复数函数,增加了密文信息的存储、传输与管理难度的不足,设计了混合相位掩码与非线性像素互换的光学图像加密算法。首先,将明文生成其对应的快速响应QR码,降低斑点噪声的影响;随后,引入SHA-256散列函数,设计非线性像素互换机制,对QR码进行置乱;基于剪切波变换,对置乱后的QR码进行分解,得到4个剪切波系数;利用安全图像与第一个剪切波系数完成互换,将其视为解密私钥;联合安全密钥图像与剩余的3个剪切波系数,基于剪切波逆变换,输出一个过渡图像;利用明文像素来迭代Logistic映射,输出混沌相位掩码,将其与螺旋相位掩码融合,形成一个混合掩码;基于Gyrator变换,对过渡图像进行调制,将其强度分布视为密文。测试数据显示,算法具有更高的加密安全性与抗选择明文攻击能力。

基于混合相位掩码与Gyrator小波变换的光学图像加密算法

为了提高密文的安全性,设计了基于混合相位掩码与Gyrator小波变换的光学图像加密算法。基于Logistic映射,利用明文像素对其迭代,生成一个随机相位掩码,引入Fresnel波带与Hilbert相位函数,获取二者对应的相位掩码,通过对这三个相位掩码进行组合,形成一个混合相位掩码,对输入明文进行调制处理;联合Gyrator变换与小波变换,构建Gyrator小波变换机制,根据明文像素迭代Logistic映射所输出的混沌序列来计算其旋转角度,获取明文Gyrator频谱对应的4个子带;对这些子带进行位置复用,借助幅度-相位截断技术,获取相应的密文与相位信息,而相位信息则视为解密密钥,以准确复原明文。实验数据表明：与当前非对称光学加密机制相比,所提算法具有更高的密文安全性与抗明文攻击能力。

基于差异混合掩码与混沌Gyrator变换的光学图像加密算法

为了提高光学加密技术的抗选择明文攻击能力与未知攻击下的解密质量,该文设计了基于差异混合掩码与混沌Gyrator变换的光学图像加密算法。将输入明文转换成相应的快速响应码;考虑明文特性,根据Logistic映射,生成一个混沌相位掩码;同时,联合径向希尔伯特与波带片相位函数,将其与混沌相位掩码融合,构建了混合相位掩码;随后,利用明文图像迭代Logistic映射所输出的随机序列来计算Gyrator变换的旋转角度,结合混合相位掩码,对快速响应码进行调制,形成Gyrator频谱;引入等量分解技术,将Gyrator频谱分割为两个分量,并设置不同的阶数,形成两个差异螺旋相位掩码;利用奇异值分解(SVD)方法,将其中一个Gyrator频谱分量进行处理,并联合两个差异螺旋相位掩码,分别对其相应的正交矩阵进行编码;最后,通过组合编码后的正交矩阵与对角矩阵,基于可逆SVD技术,输出加密密文。理论分析了所提算法抵抗明文攻击和裁剪攻击的能力,以及加密结果针对密钥变化的敏感性水平。实验结果验证了所提算法拥有良好的安全性能。

基于小样本不均衡数据的供水管道泄漏智能检测算法

针对能源电厂供水管道泄漏视觉检测存在数据样本少、不均衡等问题,提出一种基于小样本不均衡数据的供水管道泄漏智能检测算法。首先,提出一种基于多掩码混合Multi-mask mix的数据增强方法,通过随机生成掩码层对原始图像进行区域提取与混合,在Multi-mask mix中引入支持向量机(SVM)获取管道正常和泄漏特征,为混合掩码块提供更准确的先验标签;其次,提出一种均衡化策略并应用于图像层面和掩码层面,以实现数据均衡化;最后,基于深度学习的Resnet18网络模型实现管道泄漏检测与识别。实验结果表明,该算法处理图像数据后可使Resnet18模型对管道泄漏识别准确率提升1.1%~4.4%,说明深度学习模型能有效提升管道泄漏检测的分类精度,优于现有其他算法。此外,该算法现已成功应用于能源电厂供水管道泄漏检测。

基于数据隐私保护机制的光学图像加密研究

为提高光学图像信息的安全性,研究基于数据隐私保护机制的光学图像加密方法。采用Logistic映射的输出序列生成光学图像的混沌掩码,将其与螺旋相位掩码相结合,形成混合相位掩码,经希尔伯特变换和波带片相位模型调和后获取调和掩码,校正光学装置光轴;采用相位复用算法中的杨-顾算法,依据调和掩码将光学图像加密成实值光学图像,将线性滤波引入到解密光学图像中,提高解密光学图像质量与加密光学图像的数量,实现高容量的多光学图像加密。实验表明,该方法可压缩加密光学图像,并提高解密光学图像质量,加密质量系数为0.9,加密信息熵值平均为8.999 6。