基于路径规划特点的语义目标导航方法

为了解决语义目标导航任务中存在的探索效率低、深度不精准等问题,本文构建了一个解决语义目标导航任务的框架,在语义地图构建模块中引入了深度图边缘处理以及地图纠错机制;在探索模块中引入了覆盖范围最大化算法;在路径规划模块中引入了替代点机制。本文在一个3D仿真环境下进行了实验。实验结果表明,本文提出的解决方案明显提升了语义目标导航任务的性能。此外,本文所提方法成功应用到了四足机器人上,从而验证了其在现实场景下的泛化性。

联合多意图识别与语义槽填充的双向交互模型

意图识别与语义槽填充是口语理解的两个主要任务,两者具有高度相关性,通常进行联合训练。随着口语理解任务的深入,研究发现用户在现实场景中的话语往往含有多个意图。但部分联合模型只能识别用户话语中的单个意图,未能充分建模多个意图和语义槽之间的关联性。考虑到话语中多个意图的信息可以引导语义槽填充,语义槽信息也可以帮助意图更好的识别,模型采用图注意力网络建立意图和语义槽之间的双向交互。具体的,将两个任务双向关联以便模型能够挖掘多个意图与语义槽之间的关系,同时引入两个任务的标签信息使模型能够学习到话语上下文和标签的关系,从而提高意图识别与语义槽填充的准确率,优化口语理解的整体性能。实验表明,模型在MixATIS和MixSNIPS两个多意图数据集上对比其他模型性能得到了显著提升。

语义通信的数学理论

自从1948年经典信息论诞生以来,在其指导下,现代通信技术已经逼近了理论性能极限,例如信息熵H(U)、信道容量C=max_(p(x))I(X;Y)以及率失真函数R(D)=min_(p(x|x):Ed(x,x)≤D)I(X;X)。长期以来,由于经典信息论只研究语法信息,限制了通信科学的进一步发展。近年来,研究语义信息处理与传输的通信技术获得了学术界的普遍关注,语义通信开辟了未来通信技术发展的新方向,但还缺乏一般性的数学指导理论。为了解决这一难题,构建了语义信息论的理论框架,对语义信息的度量体系与语义通信的理论极限进行了系统性阐述。首先,通过深入分析各类信源的数据特征,以及各种下游任务的需求,总结归纳出语义信息的普遍属性——同义性。由此指出语义信息是语法信息的上级概念,是许多等效或相似语法信息的抽象特征,表征隐藏在数据或消息背后的含义或内容。将语义信息与语法信息之间的关系命名为同义映射,这是一种“一对多”映射,即一个语义符号可以由许多不同的语法符号表示。基于同义映射f这一核心概念,引入语义熵H_(s)(U)作为语义信息的基本度量指标,表示为信源概率分布与同义映射的泛函。在此基础上,引入上/下语义互信息I^(s)(X;Y)(I_(s)(X;Y)),语义信道容量C_(s)=max_(f_(xy))max_(p_((x)))I^(s)(X;Y)以及语义率失真函数R_(s)(D)=min_({f_(x),f_(x)})min_(p(x|x):Ed_(s)(x,x)≤D)I_(s)(X;X),从而构建了完整的语义信息度量体系。这些语义信息度量是经典信息度量的自然延伸,都由同义映射约束,如果采用“一对一”映射,则可以退化为传统的信息度量。由此可见,语义信息度量体系包含语法信息度量,前者与后者具有兼容性。其次,证明了3个重要的语义编码定理,以揭示语义通信的性能优势。基于同义映射,引入新的数学工具——语义渐近均分(AEP),详细探讨了同义典型序列的数学性质,并应用随机编码和同义典型序列译码/编码,证明了语义无失真信源编码定理、语义信道编码定理和语义限失真信源编码定理。类似于经典信息论,这些基本编码定理也都是存在性定理,但它们指出了语义通信系统的性能极限,在语义信息论中起着关键作用。由同义映射和这些基本编码定理可以推断,语义通信系统的性能优于经典通信系统,即语义熵小于信息熵H_(s)(U)≤H(U),语义信道容量大于经典信道容量C_(s)≥C,以及语义率失真函数小于经典率失真函数R_(s)(D)≤R(D)。最后,讨论了连续条件下的语义信息度量。此时,同义映射转换为连续随机变量分布区间的划分方式。相应地,划分后的子区间被命名为同义区间,其平均长度定义为同义长度S。特别是对于限带高斯信道,得到了一个新的信道容量公式C_(s)=B log[S^(4)(1+P/N_(0)B)],其中,平均同义长度S表征了信息的辨识能力。这一容量公式是经典信道容量的重要扩展,当S=1时,该公式退化为著名的香农信道容量公式。综上所述,语义信息论依据同义映射这一语义信息的本质特征,构建了语义信息的度量体系,引入新的数学工具,证明了语义编码的基本定理,论证了语义通信系统的性能极限,揭示了未来语义通信的巨大性能潜力。

基于斜坡单元和语义分割的皖南地区滑坡灾害易发性评估

滑坡灾害严重影响着人们的生命和财产安全,对自然环境造成重大破坏。以斜坡单元为单位进行滑坡易发性评估能够更加接近真实的滑坡地形,为滑坡灾害的防治提供更加科学的理论支持。本文以安徽省皖南地区为研究区,基于黄山、宣城、池州市滑坡点数据以及皖南地区基础地理数据,利用主成分分析和多重共线性分析方法筛选滑坡评价因子,提出将斜坡单元几何形状信息和语义分割方法相结合的创新方法,构建滑坡灾害易发性评估模型,对皖南地区的滑坡灾害易发性进行评估,揭示其空间分布规律。结果表明:结合斜坡单元和语义分割方法构建的滑坡易发性评估模型具有较高的预测精度,能够充分考虑斜坡单元的几何形状信息对滑坡易发性的影响,较为准确地评估皖南地区的滑坡易发性。评估结果符合滑坡形成机理,其中62.19%的滑坡单元分布在滑坡易发性等级中—高的斜坡单元上,模型预测AUC值为0.878,与缺少几何形状信息的CNN模型进行对比,预测精度明显提高。

图像语义信息在视觉SLAM中的应用研究进展

视觉同步定位与建图(visual simultaneous localization and mapping,VSLAM)技术以相机为主要传感器采集图像数据,基于多视几何、状态估计等算法原理获取载体的位置和姿态,同时构建一张用于导航定位的地图。视觉SLAM是自动驾驶、AR(augmented reality)、VR(virtual reality)、MR(mix reality)、智能机器人、无人机飞控中的关键技术。近年来,随着各个产业对智能导航定位的需求日渐增多,原本以几何测量为主的视觉SLAM逐渐融入对环境的语义理解。语义信息是指能够被人类直观感受和理解的概念,而图像语义信息是指图像中物体的轮廓、类别、显著性等信息。相比于图像中的几何特征,语义信息更具时空一致性,且更贴近人类感知的结果。将图像语义信息引入视觉SLAM,既能促进系统各个模块的性能,还能够提升视觉SLAM的智能感知能力,形成集几何测量、定位定姿、环境理解等多种功能的视觉语义SLAM。本文根据图像语义信息的应用方式,对视觉语义SLAM经典方案和最新研究进展进行归纳梳理。在此基础上,本文总结了视觉语义SLAM的现存问题与挑战,指出该领域未来的研究方向,以推动其面向智能导航定位进一步发展。

基于可调场景语义标注范围的家庭室内语义地图构建

针对家庭室内环境语义地图建图速度较慢和在门口场景语义标注易出现错误等问题,提出一种基于可调场景语义标注范围的家庭室内语义地图构建方法。首先根据YOLOv5s识别的物体大小赋予相应的场景置信度,基于该场景置信度设置阈值使得语义标注范围限制在机器人当前所在区域,确保场景切换时语义标注范围不会立即改变。然后基于人工势场虚拟力“引力斥力”原理,实现语义标注范围的扩大或缩小。最后结合阈值和动态语义标注范围,避免在门口场景中出现语义标注错误。实验结果表明:与Places205-VGG16神经网络建立家庭室内语义地图相比,所提方法平均效率和平均精准率分别提升了11.0%和7.8%,在家庭室内环境中具有一定的优越性。

基于口述历史资源的名人历史事件语义模型构建及实证研究

[目的/意义]口述历史资源具有重要的史料价值和精神价值,具有跨图书馆、档案馆、博物馆、科技馆等多领域的异构资源特征,由口述历史资源析出的名人历史事件,其“自下而上”研究历史的新途径,受到了历史、档案、图情领域的普遍重视。事件的知识组织与应用一直是知识处理的重点和难点问题,而在数字人文视角下,名人历史事件的知识化是对名人特藏资源进行知识重组、价值挖掘和叙事展演的重要基础。[方法/过程]在前人研究的基础上,本文对名人历史事件的内涵、特征和应用需求进行了总结与分析,构建了名人历史事件语义模型,并以科学家李政道和其创办CUSPEA事件为例进行语义模型的实例化构建。[结果/结论]在名人历史事件语义模型基础上所建设的图数据库,能够形成更具灵活性、细粒度、可扩展、相关联的实体关系和知识,实现不同类型的用户对名人特色资源进行语义级查询、主题性聚合、叙事化展示和可视化呈现的知识表示。

细化多尺度感知与优化轮廓的自适应道路场景语义分割网络

语义分割通常被描述为像素级的分类任务,而集成卷积神经网络与Transformer的MaskFormer网络则将其描述为掩模级的分类任务.为了解决语义分割形变建模能力差、物体轮廓分割模糊和收敛速度慢的问题,提出一种细化多尺度感知与优化轮廓的自适应道路场景语义分割网络.在编码器中,采用标准卷积与可变形卷积堆叠形成的瓶颈结构提高网络的形变建模能力;在解码器中,采用特征细化模块过滤无关特征,进一步提高特征金字塔网络的解码能力;针对特征金字塔网络进行多层级特征融合时上采样特征出现像素点错位的问题,引入特征校准模块优化物体轮廓的分割效果;最后在Transformer模块中采用Miti-DETR解码器加快网络的训练速度,提升分割精度.实验结果表明,所提网络在Cityscapes和Mapillary Vistas数据集上以较大的优势超过了现有的语义分割网络.

融合情感语义与句法结构的中文开放域事理图谱构建研究

为解决大规模开放域事理图谱构建过程中缺少标注数据以及事件类型未知导致的限定域事理图谱构建方法难以迁移的问题,利用规则匹配方法高效识别开放域文本中包含的多种事件逻辑关系,融合情感语义与句法结构信息分析提高事件抽取准确性,以更好完成事理图谱的构建任务。首先,总结并扩展因果、顺承、条件、转折等多种逻辑关系抽取模板,并基于规则模板、依存句法信息筛选逻辑关系事件句;其次,创新性地引入情感语义分析方法,在句法结构信息的基础上,通过捕获事件及事件间关系的情感语义精准识别事件类型,进而抽取事件论元;再次,计算语义相似度,进行事件融合,构建<前序事件,事件逻辑关系,后序事件>三元组,得到事件事理图谱,并进一步进行事件泛化以构建抽象事理图谱;最后,以事件发展较完整的“2022年猴痘事件”为数据源,通过实证分析证明开放域事理图谱构建方法可以实现不同类型事件的识别、事件间逻辑关系的揭露,其有效性、可行性得到验证。研究不仅弥补了现有事理图谱构建理论的不足,也为决策支持、事件发展预测等提供有力的数据支持。

基于词向量扩展的语义信息检索研究综述及应用展望

运用词向量技术,对检索关键词进行语义相似度计算和查询扩展,得到查询扩展词集,实现更好的检索效果,提高数字学术文献信息检索的查准率和查全率,并提出基于词向量扩展的数字学术文献语义信息检索框架。

基于双分支点流语义先验的路面病害分割模型

针对基于深度学习的真实路面病害图像识别算法主要面临的复杂道路背景与病害前景比例不同、病害尺度小等导致的类别严重不平衡、路面病害与道路的几何结构特征对比不明显导致其不易识别等问题,本文提出一种基于双分支语义先验网络,用于指导自注意力骨干特征网络挖掘背景与病害前景的复杂关系,运用高效自注意力机制和互协方差自注意力机制分别对二维空间和特征通道进行语义特征提取,并引入语义局部增强模块提高局部特征聚合能力。本文提出了一种新的稀疏主体点流模块,并与传统特征金字塔网络相结合,进一步缓解路面病害的类别不平衡问题;构建了一个真实场景的道路病害分割数据集,并在该数据集和公开数据集上与多个基线模型进行对比实验,实验结果验证了本模型的有效性。

基于BIM和语义网的轨道智能运维管理方法

建筑信息模型(BIM)技术对提高轨道运维管理效率具有重要的推进作用。然而,不同的检查和维护活动产生的数据异构性高、时空关系复杂,阻碍了BIM解释和整合数据的进程。为此,开发了一个基于工业基础类(IFC)和语义Web技术的轨道运维本体(TOMO),其具有3个功能:①基于轨道运维生命周期的应用需求,简化BIM模型信息;②引入映射规则,建立数据提取与转换模块,集成多源异构数据,结构化定义数据之间复杂的时空关系;③结合数据驱动技术,研究轨道精调智能优化的方法,提供弹性决策支持。最后,以某高速铁路静检数据为例,验证了该框架的有效性与实用性,对于促进领域数据互操作性、降低运维人员劳动强度和提高运维管理智能化程度具有实际的工程指导意义。

基于社交媒体图片的地震灾情检测语义分割数据集

以社交媒体为代表的志愿者地理数据已成为减灾重要数据源,尤其是其中包含的图片数据,具有很强的灾害态势感知力。但目前对于该数据服务减灾的应用并不多,其主要原因在于具有标注特征的可用图片训练集匮乏,使得包括机器学习、深度学习等技术手段很难发挥作用,从而限制了该类数据反馈灾情信息的能力。本文从实际应用的角度出发,以地震灾害为研究对象,结合包括数据获取、自动化去重、语义标注以及数据增强等方法制作了面向社交媒体图片的灾害语义分割数据集。本数据集主要由社交媒体搜集的原始图片和人工语义标注后的伪彩色图片组成,并采用多人轮番标注以及交叉检验保证数据质量。本数据集对于提高社交媒体数据使用效率以及增强减灾态势感知具有重要作用。

基于语义分割的车位检测算法研究

作为自动泊车系统中至关重要的一环,车位检测算法的精度直接决定自动泊车系统的好坏.目前,基于语义分割的车位检测算法主要有两个问题:一是分割网络参数量较大,难以满足移动端部署;二是后处理提取算法复杂,难以满足实时检测要求.针对这两个问题,设计一种通过检测车位线来获取停车位的车位检测算法.采用深度可分离卷积和非对称卷积相结合的方式设计车位线分割网络UFAC-Net,并提出一种更为简洁的车位线提取算法.实验结果表明:UFAC-Net模型(UFAC-Net2)分割的平均像素精度为83.07%,平均交并比为73.05%,模型参数量为3.1 MB,达到目前PSV datasets上最好的分割精度;车位检测算法可检测复杂情况下的平行、垂直、倾斜3种类型的车位,在自定义测试集中精准率为99.23%,召回率为99.12%,单张图像检测时间为32.2 ms,具有良好的检测性能.

基于语义分割的带式输送机煤料运输区域检测算法

针对煤炭运输过程中,经常无法保持煤炭在带式输送机上的运量均匀,使得带式输送机长时间全速运转而造成电能浪费和设备无效磨损的问题,提出一种基于语义分割的带式输送机煤料运输区域检测算法。该算法在DeeplabV3+的基础上,根据特征通道之间的相互依赖关系,引入注意力机制,使用不同扩张率的卷积核获得多种尺度的语义信息,来精确分割出煤炭在带式输送机的运输区域。实验结果表明,该算法平均交并比(Mean Intersection over Union,MIoU)相比于DeeplabV3+算法提高1.24百分点,能够有效精准地分割出煤料的运输区域,为煤量估计工作提供有效的保障。

文本语义哈希技术研究进展

文本语义哈希是在满足语义相似性约束下将文本转化为低维二值数据的神经编码技术,支持基于汉明距离的高效检索,以解决有限计算资源约束下海量文本的相似性计算问题。文本语义哈希技术存在诸多挑战,包括如何在低维二值编码中融入类别信息、如何丰富编码的语义信息以提升模型鲁棒性、如何解决离散输出的模型梯度估计等关键问题。文章首先综述文本语义哈希任务的重要研究发展,详细讨论了无监督文本语义哈希模型和融合类别信息的有监督文本语义哈希模型的技术细节,分析基于近邻文本、隐式主题等信息的语义增强技术以及模型优化等关键技术;然后,综述文本语义哈希任务相关数据集和评估指标,对比了各类文本语义哈希技术的特点和性能;最后,讨论了文本语义哈希技术的未来发展方向。

融合知识的多目标词联合框架语义分析模型

框架语义分析任务是自然语言处理领域的一项基础性任务。先前的研究工作大多针对单目标词进行模型设计,无法一次性完成多个目标词的框架语义结构提取。该文提出一个面向多目标的框架语义分析模型,实现对多目标词的联合预测。该模型对框架语义分析的各项子任务进行交互性建模,实现子任务间的双向交互。此外,该文利用关系图网络对框架关系信息进行编码,将其作为框架语义学知识融入模型中。实验表明,该文模型在不借助额外语料的情况下相比之前模型都有不同程度的提高。消融实验证明了该文模型设计的有效性。此外,该文分析了模型目前存在的局限性以及未来的改进方向。

融合视觉特征的光伏组件语义分割模型研究

针对光伏组件红外图像的分割问题,使用MobileNetv2作为DeepLabv3+的主干特征提取网络并使用位置通道注意力模块减少背景干扰,引入混合条带池化对ASPP模块进行优化,帮助模型进一步捕获全局和上下文信息。针对检测困难的屋顶光伏组件设计DeepLabv3-T网络,在上述改进的基础上融入纹理信息进行选择性背景抑制,实现光伏组件的精确分割。在PV_large和PV_roof数据集上进行实验证明该文方法优于现有技术,DeepLabv3-T相较于DeepLabv3+,mIoU值分别提高了2.74%和10.53%。此外,设计消融实验表明各个改进模块的有效性。

语义制约语法刍议

语法问题说到底是语义问题,语义对语法的制约不仅体现在词语、特殊句法结构中,还体现在语篇组织甚或语篇透露的“文化背景”上;不仅现代汉语语法受制于语义,古代汉语语法亦然。丰富的具体实例剖析展示了语义影响制约语法的丰富与复杂性,这也造成“似乎至今没有人深入探究过语义和语法的关系”的窘境。然而,认识“语义制约语法”很重要,这就要求研究者在考察、描写或解释某个语法现象时自觉地追究语义是如何制约语法的。

句末助词“的”的功能分类及语义演变

本文主张普通话的句末助词“的”应分为“过去焦点化”和“确认语气”两个功能。该词的功能分类标准不宜是句子焦点域的宽窄,而应是“的”自身的语法作用:可否隐去,可否用于疑问句,对所述事件及焦点成分的语法限制,对整句语篇功能的影响等。本文证明,窄焦点句“他是昨天到北京的”和宽焦点句“(这事儿)是警察把他抓起来的”中的“的”都是结构助词,而宽焦点句“主任明天会来单位的”中的“的”是语气助词。我们将“的”的语义演变路径构拟为“名词化标记→过去焦点化→确认语气”,并探讨了普通话句末“的”与“了_(2)”的异同点,还比较了方言里“的”类词和“有”类词的用法。