智能系统学报 /oa 石油勘探开发人工智能应用的展望 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202111007 2021年11月05 00:00 2021年6期 0 0 556901 刘合 差分隐私的高维数据发布研究综述 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202104023 大数据时代的到来,使得信息量暴增的同时,数据维度也呈现几何式增长。在保护用户隐私的前提下,如何充分挖掘高维数据的可用信息,成为了大数据发布领域的研究热点和难点。差分隐私作为一种强大的隐私保护模型,被越来越多地应用到高维数据发布中。本文归纳了差分隐私及其相关方法在高维数据发布的应用,重点分析了差分隐私和特征降维、特征抽取、贝叶斯网络、树模型以及最新提出的粗糙集和随机投影等方法在高维数据发布中结合应用的优缺点,梳理了各个方法在高维数据方面的应用和对比,最后对未来差分隐私在高维数据发布中的应用方向进行了展望。 2021年11月05 00:00 2021年6期 989 998 3487990 张兴, 陈昊 基于分类差异与信息熵对抗的无监督域适应算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202010020 采用对抗训练的方式成为域适应算法的主流,通过域分类器将源域和目标域的特征分布对齐,减小不同域之间的特征分布差异。但是,现有的域适应方法仅将不同域数据之间的距离缩小,而没有考虑目标域数据分布与决策边界之间的关系,这会降低目标域内不同类别的特征的域内可区分性。针对现有方法的缺点,提出一种基于分类差异与信息熵对抗的无监督域适应算法(adversarial training on classification discrepancy and information entropy for unsupervised domain adaptation, ACDIE)。该算法利用两个分类器之间的不一致性对齐域间差异,同时利用最小化信息熵的方式降低不确定性,使目标域特征远离决策边界,提高了不同类别的可区分性。在数字标识数据集和Office-31数据集上的实验结果表明,ACDIE算法可以学习到更优的特征表示,域适应分类准确率有明显提高。 2021年11月05 00:00 2021年6期 999 1006 4597453 李庆勇<sup>1</sup>, 何军<sup>1,2</sup>, 张春晓<sup>1</sup> 多视图主动学习的多样性样本选择方法研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202007037 为了去除高光谱图像多视图主动学习分类中的所选样本的冗余,降低人工标记成本,本文提出了两种用于多视图主动学习分类中的多样性样本选择方法。将高光谱图像进行超像素分割,将所选样本中属于不同的超像素的样本加入训练集,其余样本加入候选集;比较各视图对样本的预测标签,将所选样本中预测标签不完全相同的样本加入训练集,其余样本加入候选集。本文分别用这两种方法对传统多视图主动学习的样本选择方法进行改进,并用两组高光谱图像数据进行实验。实验结果表明:使用这两种方法改进后,所得分类精度不变,使用的训练样本数量大幅减少。 2021年11月05 00:00 2021年6期 1007 1014 5042840 陈立伟, 房赫, 朱海峰 基于双注意力模型和迁移学习的Apex帧微表情识别 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202010031 微表情具有持续时间短、强度低的特点,其识别准确率普遍不高。针对该问题提出了一种改进的深度学习识别方法,该方法取微表情视频序列中的Apex帧,采用集成空间、通道双注意力模块的ResNet18网络,引入Focal Loss函数解决微表情数据样本不平衡的问题,并将宏表情识别领域的先验知识迁移到微表情识别领域,以提高识别效果。在CASME II微表情数据集上使用“留一交叉验证法”进行实验,结果表明本文方法相比一些现有的方法识别准确率及 ${F_1}$ 值更高。 2021年11月05 00:00 2021年6期 1015 1020 4757554 徐玮<sup>1</sup>, 郑豪<sup>2</sup>, 杨种学<sup>2</sup> 4D卷积神经网络的自闭症功能磁共振图像分类 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202009022 静息态功能磁共振图像是随着时间变化的一系列三维图像。已有的3D卷积过程本质上是对三维图像数据或二维图像+时间维数据进行处理,无法有效地融合静息态功能磁共振图像的时间轴信息。为此,本文提出了新型的4D卷积神经网络识别模型。具体而言,通过对输入的fMRI使用四维卷积核执行四维卷积,在自闭症患者的功能磁共振图像中,从空间和时间上提取特征,从而捕获图像在时间序列上的变化信息。所开发的模型从输入图像中生成多个信息通道,最终的特征表示结合了所有通道的信息。实验结果表明,在保证模型泛化性能的前提下,该方法融合了功能像的全局信息,并且采集了功能像随时间变化的趋势信息,进而解决了用卷积神经网络处理三维图像随时间变化的分类问题。 2021年11月05 00:00 2021年6期 1021 1029 4969562 郭磊<sup>1</sup>, 王骏<sup>2</sup>, 丁维昌<sup>2</sup>, 潘祥<sup>1</sup>, 邓赵红<sup>1</sup>, 施俊<sup>2</sup>, 王士同<sup>1</sup> 一种卷积神经网络集成的多样性度量方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202011023 分类器模型之间的多样性是分类器集成的一个重要性能指标。目前大多数多样性度量方法都是基于基分类器模型的0/1输出结果(即Oracle 输出)进行计算,针对卷积神经网络的概率向量输出结果,仍需要将其转化为Oracle输出方式进行度量,这种方式未能充分利用卷积神经网络输出的概率向量所包含的丰富信息。针对此问题,利用多分类卷积神经网络模型的输出特性,提出了一种基于卷积神经网络的概率向量输出方式的集成多样性度量方法,建立多个不同结构的卷积神经网络基模型并在CIFAR-10和CIFAR-100数据集上进行实验。实验结果表明,与双错度量、不一致性度量和<i>Q</i>统计多样性度量方法相比,所提出的方法能够更好地体现模型之间的多样性,为模型选择集成提供更好的指导。 2021年11月05 00:00 2021年6期 1030 1038 4477175 汤礼颖<sup>1</sup>, 贺利乐<sup>1</sup>, 何林<sup>2</sup>, 屈东东<sup>1</sup> 一种融入注意力和预测的特征选择SLAM算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202010036 针对SLAM (simultaneous localization and mapping)在急转弯、快速运动场景中定位失败的问题,提出一种融入注意力和预测的特征选择即时定位与地图创建(SLAM)算法,选择随着相机的运动更有可能保持在视野中的特征点,舍去即将消失在视野中的特征点。首先利用logdet度量量化特征选择的可行性,然后计算特征点的信息矩阵,再从检测到的特征中通过贪婪算法选择 <i>k</i> 个特征(近似的)最大化logdet度量,最后结合ORB-SLAM2的实际实验表明,该算法在复杂场景(如急转弯、快速运动)中可以确保定位的准确性。 2021年11月05 00:00 2021年6期 1039 1044 3575740 曾毓菁<sup>1,2,3,4</sup>, 姜勇<sup>2,3,4</sup> 舰载机位姿实时视觉测量算法研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202103014 舰载机位姿实时检测对于甲板上的舰载机的运动控制、轨迹规划与防撞等具有重要意义。传统的舰载机调度主要依靠人工判断舰载机位置与航向角进行调度,传统方法不能得出准确数据,还易因为操作员的疏忽与疲劳发生碰撞事故。针对该问题,提出了舰载机位姿实时视觉测量算法。基于YOLO-V4(you only look once version 4)网络以及Canny边缘提取算法对舰载机进行识别分割。创新性地提出一种线框模板匹配算法,通过计算舰载机边缘轮廓与线框模板的匹配度获取最佳位姿。通过并行化与GPU(graphics processing unit)加速,使其满足实时性要求,并在1∶70与1∶14的实物模拟环境中完成测试。结果表明,该算法识别率在95%以上,位置精度在8 mm以内,姿态精度在0.7°以内,速度可达8 Hz。 2021年11月05 00:00 2021年6期 1045 1055 5309601 朱齐丹, 李小铜, 郑天昊 改进Faster R-CNN的汽车仪表指针实时检测 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202011003 针对产业化的汽车仪表指针人工视觉检测效果差、检测速度慢和实时性低等问题,本文提出了一种改进的Faster R-CNN汽车仪表指针实时检测算法。通过改进原始的RoI网络层结构,实现小目标高低层特征之间的完整传递;采用双线性内插算法替代两次量化操作,使得特征聚集变成连续的过程,能够有效减少计算时间;最后将工业机采集的视频数据,预处理成VOC格式数据集进行训练,调整超参数得到改进汽车仪表指针检测模型。实验结果表明:所提出的方法能够快速、准确地实现汽车仪表指针检测,单张图片的平均检测时间为0.197 s,平均检测精度可达92.7%。在不同类别仪表指针的迁移实验中,展示了良好的泛化性能。 2021年11月05 00:00 2021年6期 1056 1063 4221964 伍锡如, 邱涛涛 面向动用计划的车辆装备备件预测研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202012026 针对动用计划下的车辆装备备件的消耗特点,研究了车辆装备维修备件消耗量和库存控制两个预测优化问题。考虑动用计划期内车辆装备的预防性维修和修复性维修,实现定时定程维修和自然随机故障维修下装备维修备件的消耗量的预测。在此基础上,根据备件库存检查方式的特点,建立基于定期检查策略的联合补货库存控制模型,根据模型的结构特点确定决策变量界限,并利用多类种群位置更新方式改进了果蝇优化算法。仿真结果表明,改进的果蝇优化算法具有良好的求解效率,本文所提出的优化方法可为车辆维修保障资源优化提供决策依据。 2021年11月05 00:00 2021年6期 1064 1072 4414500 李凤月<sup>1</sup>, 齐小刚<sup>1</sup>, 班利明<sup>2</sup>, 李建华<sup>2</sup>, 索文凯<sup>2</sup> 基于生成对抗网络的人脸口罩图像合成 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202012010 为了解决现阶段缺乏被口罩遮挡的人脸数据集的问题,本文提出了基于生成对抗网络与空间变换网络相结合生成戴口罩的人脸图像的方法。本文的方法以生成对抗网络为基础,结合了多尺度卷积核对图像进行不同尺度的特征提取,并引入了沃瑟斯坦散度作为度量真实样本和合成样本之间的距离,并以此来优化生成器的性能。实验表明,所提方法能够在没有对原始图像进行任何标注的情况下有效地对人脸图像进行口罩佩戴,且合成的图像具有较高的真实性。 2021年11月05 00:00 2021年6期 1073 1080 15617086 姜义, 吕荣镇, 刘明珠, 韩闯 空洞卷积与注意力融合的对抗式图像阴影去除算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202011022 为了解决暗区域、纹理复杂或半影区域的阴影去除效果不明显的问题,提出了空洞卷积与注意力机制融合的对抗式图像阴影去除算法。该算法基于生成对抗网络的总体思想,将空洞卷积引入残差网络中,用自定义的空洞残差块进行特征提取,扩大了特征提取的感受野。在注意力编码阶段,加入4层相同结构的空洞卷积,确保最小计算量的情况下为解码阶段提供更抽象、更本质的全局的语义特征。运用多重注意力机制,引导判别网络对无阴影图像的鉴别,提高判别网络能力。该算法分别在ISTD(image shadow triplets dataset)与SRD(shadow removal dataset)公开数据集上进行检验,SSIM(structural similarity)值达到97.77%。该算法图像特征信息保存完整,画面清晰,暗区域及地物复杂的区域阴影去除效果较好,对半影区域,也有具有良好的表现。 2021年11月05 00:00 2021年6期 1081 1089 4934177 刘万军, 佟畅, 曲海成 基于卷积神经网络的闪存信道检测技术研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202010029 NAND闪存信道检测技术直接影响数据存储的可靠性,本文针对NAND闪存信道检测过程中因缺乏信道先验信息而导致检测性能显著降低的问题,提出了一种基于卷积神经网络(convolutional neural networks, CNN)的信道检测器。该检测器通过学习存储单元阈值电压随应用场景的变化特性,来初始化网络参数,并通过在系统空闲时间段优化网络参数来实现与信道的匹配。仿真实验结果表明:在信道先验信息未知的情况下,CNN检测器可获得比最优阈值检测器更好的检测性能;与现有的循环神经网络检测器相比,CNN检测器具有更低的复杂度,从而能获得更低的检测延时。 2021年11月05 00:00 2021年6期 1090 1097 5002964 胡海华, 韩国军, 张孝谊 双向特征融合与注意力机制结合的目标检测 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202012029 目标检测使用特征金字塔检测不同尺度的物体时,忽略了高层信息和低层信息之间的关系,导致检测效果差;此外,针对某些尺度的目标,检测中容易出现漏检。本文提出双向特征融合与注意力机制结合的方法进行目标检测。首先,对SSD(single shot multibox detector)模型深层特征层与浅层特征层进行特征融合,然后将得到的特征与深层特征层进行融合。其次,在双向融合中加入了通道注意力机制,增强了语义信息。最后,提出了一种改进的正负样本判定策略,降低目标的漏检率。将本文提出的算法与当前主流算法在VOC数据集上进行了比较,结果表明,本文提出的算法在对目标进行检测时,目标平均准确率有较大提高。 2021年11月05 00:00 2021年6期 1098 1105 3664998 赵文清<sup>1,2</sup>, 杨盼盼<sup>1</sup> 基于AC-GAN数据重构的风电机组主轴承温度监测方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202009020 为更好地识别风电机组主轴承运行状态,提出了一种基于辅助分类生成对抗网络(auxiliary classifier generative adversarial networks, AC-GAN)的数据重构算法对风电机组主轴承温度进行监测。首先,利用采集与监视控制系统(supervisory control and data acquisition, SCADA)时序数据建立基于轻型梯度增强学习器(light gradient boosting machine, LightGBM)的主轴承温度预测模型,并计算其残差特征。其次,利用统计过程控制(statistical process control, SPC)方法对主轴承温度异常残差在控制线范围内进行筛选,并利用AC-GAN算法对残差进行重构。最后,分别提取主轴承温度正常和异常的残差特征,建立基于自然梯度提升(natural gradient boosting, NGBoost)的主轴承状态监测模型。实验结果表明,该方法对主轴承运行状态判断准确度高达87.5%,能够有效地监测风电机组轴承类运行状态。 2021年11月05 00:00 2021年6期 1106 1116 5151336 尹诗<sup>1,2</sup>, 侯国莲<sup>2</sup>, 胡晓东<sup>2</sup>, 周继威<sup>1</sup> 融入学习者模型在线学习资源协同过滤推荐方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202009005 在线教育存在“信息迷航”问题,而传统的信息推荐方法往往忽视教育的主体—学习者的特征。本文依据教育教学理论,根据在线教育平台中的学习者相关数据,研究构建了适用于在线学习资源个性化推荐的学习者模型。以协同过滤推荐方法为切入点,融合学习者模型中的静态特征和动态特征对协同过滤方法进行改进,建立融入学习者模型的在线学习资源协同过滤推荐方法。以2020年3~7月时间段的东北石油大学“C程序设计”课程学生的真实学习数据和行为数据为数据集,对本文提出的方法进行验证和对比,最后证明本文提出的方法在性能上均优于对比方法。 2021年11月05 00:00 2021年6期 1117 1125 4879644 刘芳<sup>1</sup>, 田枫<sup>1</sup>, 李欣<sup>2</sup>, 林琳<sup>1</sup> 多条件多样本RNA-Seq数据的剪切异构体表达水平估计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202101028 当处理多条件多样本RNA-Seq测序数据时,现有方法忽略了读段分布样本之间存在高度相似性的特点。本文提出了一个基于多条件多样本RNA-Seq测序数据剪切异构体表达水平估计方法MCMS-Seq。该方法建立了一个联合偏差估计模型来提取读段分布在样本之间的相似性特征,同时考虑读段分布受全局偏差和局部偏差的影响。此外,增加了 ${{{L_2}} / {{L_1}}}$ 组稀疏约束和 ${L_1}$ 稀疏约束两个正则化项,用来体现基因和剪切异构体之间存在稀疏特性,以及消除技术性误差和数据噪声的影响。通过多个真实数据集的验证,MCMS-Seq方法能获得更为准确的剪切异构体表达水平,同时也能提供更有意义的生物性解释。 2021年11月05 00:00 2021年6期 1126 1135 5211101 张礼<sup>1</sup>, 马越<sup>2</sup>, 吴东洋<sup>1</sup> 线性熵的系统故障熵模型及其时变研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006034 为研究系统故障在不同因素叠加时体现的总体规律、故障变化程度和故障信息量,提出系统故障熵的概念。基于线性熵的线性均匀度特性,推导了多因素相被划分为两状态时的线性熵模型。认为线性熵可以表征系统故障熵,进而研究了系统故障熵的时变特征。对连续时间间隔内的不同因素状态叠加下系统故障进行统计,得到系统故障概率分布,绘制系统故障熵时变曲线。从结果来看至少可以完成3项任务:从变化规律得到考虑不同因素影响下的系统故障熵变化情况,系统故障熵的总体变化规律,系统可靠性的稳定性。此研究可应用于类似情况下的各领域故障及数据分析。 2021年11月05 00:00 2021年6期 1136 1142 3434433 崔铁军<sup>1</sup>, 李莎莎<sup>2</sup> 一致性协议匹配的跨模态图像文本检索方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202108013 跨模态图像文本检索的任务对于理解视觉和语言之间的对应关系很重要,大多数现有方法利用不同的注意力模块挖掘区域到词和词到区域的对齐来探索细粒度的跨模态关联。然而,现有的方法没有考虑到基于双重注意力会导致对齐不一致的问题。为此,本文提出了一种一致性协议匹配方法,旨在利用一致性对齐来增强跨模态检索的性能。本文采用注意力实现跨模态关联对齐,并基于跨模态对齐结果设计了基于竞争性投票的跨模态协议,该协议衡量了跨模态对齐的一致性,可以有效提升跨模态图像文本检索的性能。在Flickr30K和MS COCO两个基准数据集上,本文通过大量的实验证明了所提出的方法的有效性。 2021年11月05 00:00 2021年6期 1143 1150 4788896 宫大汉<sup>1,2</sup>, 陈辉<sup>2,3</sup>, 陈仕江<sup>4</sup>, 包勇军<sup>5</sup>, 丁贵广<sup>1,2</sup> 基于CNN-BLSTM的化妆品违法违规行为分类模型 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202104001 针对化妆品安全监管部门抽样检测所含违法违规行为自动识别且分类困难的问题,建立语义分类自动识别模型,辅助有关部门构建智能化管理体系,依靠数据实现科学决策及有效监管。本文分别使用中文词向量及字向量作为双路模型输入,采用CNN(convolutional neural network)网络模型训练字向量, BLSTM(bidirectional long short-term memory)网络模型训练词向量,并在BLSTM中引入位置注意力机制,构建基于CNN-BLSTM的字词双维度化妆品违法违规行为分类模型。在染发类化妆品抽样检测数据集上进行的对比实验结果表明,CNN-BLSTM 模型准确率比常用的几种深度神经网络模型均有明显提高,验证了其合理性和有效性。 2021年11月05 00:00 2021年6期 1151 1157 4278405 胡康<sup>1</sup>, 何思宇<sup>2</sup>, 左敏<sup>2</sup>, 葛伟<sup>2</sup> 视觉协同的违规驾驶行为分析方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202101024 本文针对危险驾驶识别中主流行为检测算法可靠性差的问题,提出了一种快速、可靠的视觉协同分析方法。对手机、水杯、香烟等敏感物体进行目标检测,提出的LW(low weight)-Yolov4(You only look once v4)通过去除CSPDarknet53(cross stage partial Darknet53)卷积层中不重要的要素通道提升了检测速度,并L<sub>1</sub>正则化产生稀疏权值矩阵,添加到BN(batch normalization)层的梯度中,实现优化网络模型的目的;提出姿态检测算法对驾驶员指关节关键点进行检测,经过仿射逆变换得到原始帧中的坐标;通过视觉协同分析对比敏感物品的检测框位置与驾驶员手部坐标是否重合,判定驾驶员是否出现违规驾驶行为及类别。实验结果表明,该方法在识别精度与检测速度方面均优于主流的算法,能够满足实时性和可靠性的检测要求。 2021年11月05 00:00 2021年6期 1158 1165 4257438 高尚兵<sup>1,2</sup>, 黄子赫<sup>1</sup>, 耿璇<sup>1</sup>, 臧晨<sup>1</sup>, 沈晓坤<sup>1</sup> 2021年度NSFC人工智能学科基金项目申请资助情况及学科发展展望 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202111003 对2021年度国家自然科学基金委员会信息科学部二处人工智能(F06)代码下部分基金项目的申请与资助情况进行了统计和说明,统计和分析了F06代码下面上、青年科学基金和地区科学基金项目申请与资助依托单位分布情况、二级代码分布和项目科学属性分类评审试点情况,并对2021年度人工智能学科基金项目部分评审原则与举措进行了介绍。最后对人工智能学科进行了简单总结和展望。 2021年11月05 00:00 2021年6期 1166 1171 4215801 吴国政<sup>1</sup>, 肖斌<sup>1,2</sup>, 赵瑞珍<sup>1</sup>, 陈厅<sup>1</sup>