智能系统学报 /oa 装备智能健康管理技术 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202312039 2023年11月05 00:00 2023年6期 1142 1142 234759 胡昌华 麻将博弈AI构建方法综述 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202211028 麻将及其不同变体的规则复杂,构建高水平的麻将博弈AI (artificial intelligence)算法及其测试环境等面临巨大挑战。本文分析了麻将博弈的相关研究文献,梳理出基于知识和基于数据的两大类麻将AI构建方法,分析了每种类型的构建方法的优势和局限性,重点分析了Suphx构建方法。指出了麻将AI构建面临的问题和挑战;提出将经验回放、分层强化学习、好奇心模型、对手模型、元学习、迁移学习、课程学习等应用到麻将博弈AI算法优化中,构建多元化的麻将AI评估指标、通用对抗平台和高质量的数据集等未来的研究重点。 2023年11月05 00:00 2023年6期 1143 1155 4673368 李霞丽<sup>1,2</sup>, 王昭琦<sup>1,2</sup>, 刘博<sup>1,2</sup>, 吴立成<sup>1,2</sup> 战场目标实体类型识别的鲁棒图神经网络方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202111025 随着信息战和算法战等新型作战样式的兴起,战场数据分析中的目标实体识别任务对决策起着重要作用。战场态势数据作为最典型的战场数据之一,包含了许多紧密交互的动态实体数据。但此类数据因敌方干扰或伪装常常含有较强的噪声,与一般时序关系数据相比,对目标实体方法的鲁棒性要求更高。本文基于图神经网络提出了一种表示和处理这类态势数据、识别敌方作战实体的新方法。首先,使用动态时间规整算法基于作战实体轨迹建立了作战实体之间的新型图结构数据模型,进而根据作战实体的节点属性信息提出了一种鲁棒的图神经网络方法,并将其应用于雷达识别范围之外的作战实体类型辨识。在兵棋推演平台获得的仿真数据集上的测试结果表明,本文方法由于充分利用了实体数据的时序特征以及关联的属性信息,与依赖单个时刻关系构建出的图神经网络方法以及多层感知机等方法相比,在识别精度、鲁棒性等方面优势明显,一定程度上扩大了作战实体识别的半径。 2023年11月05 00:00 2023年6期 1156 1164 4490052 周贤琛<sup>1</sup>, 马扬<sup>2</sup>, 程光权<sup>2</sup>, 王红霞<sup>1</sup> 融合Doc2vec与GCN的多类型蛋白质相互作用预测方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202212029 多类型蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction, PPI)的研究是从系统角度理解生物过程和揭示疾病机制的基础。现有的GNN-PPI、PIPR等针对多类型PPI预测方法在采用广度和深度优先搜索对数据集进行划分时,测试准确率会显著下降,因此本文基于Doc2vec方法思想和图卷积神经网络(graph convolutional network, GCN)技术,提出了一种新的多类型PPI预测方法GDP(GCN Doc2vec PPI)。该方法无需依赖蛋白质的物理和生物学特性,仅用序列信息对蛋白质进行编码,并结合网络结构信息对蛋白质进行特征聚合形成PPI信息,从而对其进行多类型预测。实验结果表明,该方法在不同规模的真实数据中可以有效地提高多类型PPI预测准确率,尤其是在训练集中未曾见过的新蛋白质之间的PPI。 2023年11月05 00:00 2023年6期 1165 1172 1443111 曹汉童<sup>1</sup>, 陈璟<sup>1,2</sup> 融合分层特征与残差蒸馏连接的图像超分辨率重建 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202304011 针对目前诸多图像超分辨率重建算法通过采用单一通道网络结构无法充分利用特征信息的问题,提出了一种可以高效利用特征信息的融合分层特征与残差蒸馏连接的超分辨率重建算法。该方法首先设计了一种将分层特征融合与残差连接相结合的连接方式,对图像深层特征与浅层特征进行充分融合,提升了网络对于特征信息的利用率;其次设计出一种残差蒸馏注意力模块,使网络更高效地关注图像关键特征,从而可以更好地恢复出重建图像的细节特征。实验结果表明,所提出的算法模型不仅在4种测试集上呈现出更优秀的客观评价指标,而且在主观视觉效果上也呈现出更好的重建效果。具体在Set14测试集上,该模型4倍重建结果的峰值信噪比相对于对比模型平均提升了0.85 dB,结构相似度平均提升了0.034,充分证明了该算法模型的有效性。 2023年11月05 00:00 2023年6期 1173 1184 5175433 程德强<sup>1</sup>, 朱星光<sup>1</sup>, 寇旗旗<sup>2</sup>, 陈亮亮<sup>1</sup>, 王晓艺<sup>1</sup>, 赵佳敏<sup>1</sup> 基于物理先验的深度特征融合水下图像复原 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202304038 由于水下环境的浮游生物悬浮杂质及不同光谱吸收率等干扰因素,水下图像往往会出现图像模糊、颜色失真和光照不均等退化问题。本文提出联合水下物理成像规律与数据驱动深度学习方法的水下图像重建模型。利用深度神经网络推断物理成像模型中的可学习参数,通过调制卷积和物理先验知识分别生成基于数据驱动的复原特征图和基于物理先验的复原特征图,引入混合注意力机制的深层特征级融合,重建最终的复原图像。实验结果表明该方法可以在减少噪声、提高对比度的同时,恢复图像的细节,提高水下图像的可视化质量和目标检测精度,增强水下学习模型的鲁棒性和泛化能力。 2023年11月05 00:00 2023年6期 1185 1196 3432100 张心祎, 谭耀, 邢向磊 基于注意力机制的SOLOA船舶实例分割算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202210039 目前,可见光船舶图像的实例分割仍然是较有挑战性的工作。由于船舶图像场景复杂多变,多数实例分割算法无法对复杂场景下的船舶图像进行有效分割。本文提出了基于注意力机制的依靠位置分割目标(attention based segmenting objects by locations, SOLOA)船舶实例分割算法,针对网络特征图里实例信息不完善、背景干扰较多的问题,使用空间注意力机制来充分利用分类特征中的实例信息,建模图像实例间的相互关系并与分割特征相融合。实验结果表明,在新构建的船舶图像数据集上进行训练和测试,改进的网络模型能有效地增强网络特征中的实例信息、减弱背景的干扰。SOLOA算法的船舶实例分割准确率高于其他算法,可以很好地适应复杂场景下的船舶分割需求。 2023年11月05 00:00 2023年6期 1197 1204 2883519 孙雨鑫<sup>1</sup>, 苏丽<sup>1,2</sup>, 陈禹升<sup>1</sup>, 苑守正<sup>1</sup>, 孟浩<sup>1,2</sup> 融合全局与局部特征的跨数据集表情识别方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202212030 人脸表情数据集在收集过程中存在主观的标注差异和客观的条件差异,导致表情识别模型在不同数据集间呈现明显的性能差异。为了提高跨数据集表情识别精度、减少表情识别在实际应用中进行样本打标重训练的过程,本文提出了一种基于表情融合特征的域对抗网络模型,用于跨数据集人脸表情识别。采用残差神经网络提取人脸表情的全局特征与局部特征。利用Encoder模块对全局特征与局部特征进行融合,学习更深层次的表情信息。使用细粒度的域鉴别器进行源数据集与目标数据集对抗,对齐数据集的边缘分布和条件分布,使模型能迁移到无标签的目标数据集中。以RAF-DB为源数据集,以CK+、JAFFE、SFEW2.0、FER2013、Expw分别作为目标数据集进行跨数据集人脸表情识别实验。与其他跨数据集人脸表情识别算法相比,所提方法获得了最高的平均识别率。实验结果表明,所提方法能有效提高跨数据集人脸表情识别的性能。 2023年11月05 00:00 2023年6期 1205 1212 5132776 梁艳, 温兴, 潘家辉 融合知识迁移和改进YOLOv6的变电设备热像检测方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202303030 针对变电设备热像检测中存在复杂背景样本不足和设备定位困难的问题,提出了融合知识迁移和改进YOLOv6的变电设备热像检测方法。针对复杂背景样本不足问题,使用扩散模型从域外数据中提取背景知识来生成背景图像,将设备样本迁移到背景图像中生成人工热像;针对设备难以被精准定位的问题,将多头注意力机制和显示视觉中心模块融入YOLOv6模型,改善模型的特征提取能力。实验结果表明,该方法对设备的平均检测准确率达到86.4%,召回率达到89.4%,相较于基线模型分别提升了3.1%和1.5%,为变电设备热像检测提供了新的实现方法。 2023年11月05 00:00 2023年6期 1213 1222 5016164 赵振兵<sup>1,2,3</sup>, 冯烁<sup>1</sup>, 赵文清<sup>2,4</sup>, 翟永杰<sup>4</sup>, 王洪涛<sup>2,4</sup> 多图融合约束半非负矩阵分解的动作分割方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202303049 基于聚类的无监督动作分割方法主要利用序列中相邻帧之间的结构相似性来提高动作分割的准确性。这在实现动作片段内部一致划分的同时给不同动作边界的准确分割带来隐患。为此提出了一种基于多图融合约束矩阵分解的动作分割方法。通过融合序列中的结构相似性和度量相似性信息构造多图融合约束项,融入到半非负矩阵分解中获得序列的低维表示,进而获得序列的k近邻图并利用图割的方法实现准确分割。在两类动作序列上的实验表明,所提方法在保持动作内部一致划分的同时能够准确划分动作边界,明显提升了分割准确性,时间效率也明显提升。 2023年11月05 00:00 2023年6期 1223 1232 5519699 李国朋<sup>1</sup>, 王连清<sup>2,3</sup>, 韩鹍<sup>1</sup>, 王宇弘<sup>4</sup>, 宋聃<sup>1</sup>, 余立<sup>1,2</sup> 多移动机器人固定时间编队控制 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202208021 为了减少初始位置对编队系统收敛时间的影响,本文提出了一种多移动机器人系统的固定时间编队控制方法。该方法依据领航-跟随法,将<i>n</i>个机器人的编队控制问题转化为<i>n</i>-1对跟随者与其指定领航者之间的跟踪控制问题。在领航-跟随结构模型下,设计了基于反步法的固定时间控制器使跟随机器人与领航机器人保持固定的距离与角度。基于李雅普诺夫稳定性理论,对编队控制系统的稳定性进行了分析。仿真和实验结果验证了本文方法的有效性。 2023年11月05 00:00 2023年6期 1233 1242 3658113 李洁, 师五喜, 李宝全 飞走巡线机器人多模式切换混杂控制方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202211011 电力线所处环境恶劣,工况复杂,具柔索特性,对巡线机器人的稳定性和可靠性提出较大挑战,因此以飞走巡线机器人(flying-walking power line inspection robot,FPLIR)为研究对象,提出了一种多模式切换混杂控制方法。在FPLIR巡检工作原理基础上,建立4种控制模式的混杂自动机模型和相互切换的监测器模型;利用Lyapunov函数法和力角稳定性判据(force-angle stability margin,FASM)法分析FPLIR多模式切换和力学特性的稳定性;基于各模式的控制目标,提出了对应的控制策略,尤其结合FPLIR的结构和工况特点,设计变论域模糊控制器,提高FPLIR线上行走的稳定性,设计模型预测控制器,提高FPLIR落线的安全性。最后通过仿真和实验验证了多模式切换混杂控制方法的有效性和可行性,提升了FPLIR在复杂电力线环境下的适应性,为未来机器人智能巡检提供理论参考。 2023年11月05 00:00 2023年6期 1243 1258 7660209 秦新燕, 李惠东, 冯天明, 雷金, 李博, 李兆钧, 张杰, 王艳琦, 贾文兴 基于语义分割视觉伺服的种苗自动夹取系统设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202212026 现代植物组织培养是一项耗时费力的工作,工作强度大,工作内容单调,为了减少劳动力成本并提高产量,设计了一种基于语义分割视觉伺服的种苗自动夹取系统并进行了测试。首先,提出了一种基于DP-BiSeNetV2语义分割算法的视觉定位方法,确定了根上合适的夹取点;之后,设计开发并测试了一种适合于实际工作环境的夹取装置;最后,将视觉定位算法与机器人夹取装置集成,构建了一个种苗自动夹取系统。在实验环节,使用蝴蝶兰种苗数据集进行了测试,在语义分割实验中,DP-BiSeNetV2模型的平均交并比为63.51%,像素准确度为98.25%;在夹取实验中,夹取成功率为81.7%。实验结果表明,该自动夹取系统具有很高的潜力,可以满足植物组织培养生产线的移植需求。 2023年11月05 00:00 2023年6期 1259 1267 3162007 翟永杰<sup>1</sup>, 王家豪<sup>1</sup>, 张鑫<sup>1</sup>, 胡东阳<sup>1</sup>, 王乾铭<sup>1</sup>, 徐大伟<sup>1,2</sup>, 刘亚军<sup>3</sup> 基于残差通道注意力的视网膜血管图像分割 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202107063 视网膜血管分割是诊断许多早期眼睛相关疾病的重要步骤。本文将整体嵌套边缘检测(holistically-nested edge detection,HED)网络应用于视网膜血管图像分割,并对该模型进行了一系列改进:针对现有方法识别边缘和精细血管能力不足的问题,引入了一种新的改进的高效通道注意(modified efficient chanel attention,MECA)模块,并且采用了双残差结构加深模型结构,提取更加精细的血管结构,为了防止模型加深产生过拟合问题,引入了结构化丢弃模块。为了进一步提高模型的灵敏度,本文在HED网络的特征融合阶段加入融合了MECA模块的短连接结构。实验表明,所提网络的灵敏度相比于目前最先进的方法有了明显提升,这说明本文所提方法具有最先进的识别视网膜血管的能力。 2023年11月05 00:00 2023年6期 1268 1274 2331371 王文辉, 刘彦隆 复杂交通环境下智能车辆避障方法研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202210033 为了提高智能车辆避障的安全性与舒适性,提出了一种基于改进势场模型与隐马尔可夫模型的避障方法。首先建立了考虑车辆特性、道路环境与行驶状态等因素的改进势场模型,预测碰撞风险的动态变化;其次利用隐马尔可夫模型进行避障方式决策,并在改进的势场模型中融入隐马尔可夫决策层,完成自车避障路径规划;然后利用模型预测控制方法对规划的避障路径进行实时跟踪,并在控制器中加入松弛因子与约束条件防止出现无最优解;最后应用联合仿真对提出的避障方法进行验证,结果表明,所提出的方法可在复杂交通环境下获得无碰撞的避障路径,实现动态避障的同时,提高了车辆的安全性与舒适性。 2023年11月05 00:00 2023年6期 1275 1286 6686622 李海青<sup>1</sup>, 李永福<sup>2</sup>, 郑太雄<sup>1</sup>, 李洪丞<sup>1</sup> 结合深度乐谱特征融合的钢琴指法生成方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202303018 指法是钢琴演奏的关键技术,但是除了初学者的教科书外,大多数乐谱都没有指法注释。目前用于钢琴指法自动生成的隐马尔可夫模型(hidden Markov model,HMM)和长短时记忆网络(long short-term memory,LSTM)模型,仅针对乐谱的音高建立模型,忽略同样影响指法的速度信息,存在对乐谱综合特征提取能力不足、生成的指法正确率低等问题。针对这些问题,设计一种可以同时利用乐谱的音高信息与速度信息的特征提取方法,并引入Word2Vec-CBOW(continuous bag-of-words)模型得到融合特征向量,根据人体左右手镜像对称的特点对原始数据进行左右手序列的数据增强与联合训练,最后结合双向长短时记忆网络-条件随机场(bidirectional LSTM conditional random field,BiLSTM-CRF)模型实现指法的生成。实验结果显示,本文提出的算法相比常用的统计学习方法和深度学习方法均有明显提高,验证了其合理性和有效性。 2023年11月05 00:00 2023年6期 1287 1294 1299933 李锵, 吴正彪, 关欣 融合图卷积注意力机制的协同过滤推荐方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202203039 图卷积神经网络(graph convolutional neural network, GCN)因其强大的建模能力引起了广泛关注,在商品推荐中,现有的图卷积协同过滤技术忽略了邻居节点在传播聚合过程中的重要性,使得用户和商品的嵌入向量表达不够合理。为了解决这一问题,本文提出一种融合图卷积注意力机制的协同过滤推荐模型。首先通过图嵌入技术将用户-项目的交互信息映射到低维稠密的向量空间;其次通过堆叠多层的图卷积网络学习用户与项目间的高阶交互信息;同时融合注意力机制为邻居节点自适应地分配权重,不仅可以捕获更具代表性的邻居影响,还使得在聚合邻居节点的特征信息时,仅依赖于节点之间的特征表达,使其独立于图结构,提高了模型的泛化能力;最后设计了分层聚合函数,将图卷积层学习到的多个嵌入向量加权聚合,使用内积函数得到用户-项目之间的关联分数。在3个真实数据上进行的泛化实验,实验结果验证了该方法的有效性。 2023年11月05 00:00 2023年6期 1295 1304 1332130 朱金侠, 孟祥福, 邢长征, 张霄雁 基于联系数和系统功能状态的因素联系分布式构建与应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202208029 为确定不同因素对系统功能状态的影响趋势,提出并建立了因素联系分布式。论述了联系数与系统功能状态的关系,因素联系分布思想;计算了因素联系分布系数并构建了因素联系分布式。研究表明:以联系数结构为基础可构建因素联系分布式;联系数与系统功能状态具有相同的特点;影响因素与功能状态等级之间存在分布式的联系;可使用一个因素联系分布式表示系统功能状态的所有等级及其比例关系;给出了三元因素联系分布式的构建方法,多元因素联系分布式同理得到。最后研究认为因素联系分布式继承了联系数的特点,并具备了因素分析、动态调整、分布表示等能力,适合于系统安全和可靠性的相关研究。 2023年11月05 00:00 2023年6期 1305 1311 1549815 崔铁军<sup>1,2</sup>, 李莎莎<sup>1,3</sup> 基于Hellinger距离的正态云相似性度量方法及应用研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202209042 针对现有正态云相似性度量计算复杂度较高且区分度不强等问题,本文首先从正态云的特征曲线出发,利用Hellinger距离刻画两个概率分布相似性的特点,提出一种基于Hellinger距离的正态云相似性度量方法,该方法不仅考虑了云概念的数字特征且兼顾了其分布特性,并对相似度量具有的数学性质进行了研究。其次,根据给出的相似度量方法,设计了两种正态云概念的相似度算法。最后,通过数值模拟仿真实验和时间序列数据分类实验对所提出算法的性能进行对比分析,结果表明该算法具有较好的相似度区分能力且分类错误率和CPU时间代价都较低。同时,将本文方法应用于协同过滤推荐系统中,并在MovieLens100k影评数据集上进行了实验,实验结果表明本文方法在用户评分数据极端稀疏的情况下,仍能取得较理想的推荐质量。 2023年11月05 00:00 2023年6期 1312 1321 5392409 许昌林<sup>1,2</sup>, 徐浩<sup>1</sup> 面向维修资源分配调度的遗传-长鼻浣熊混合优化算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202303035 鉴于传统的资源受限的项目调度问题(resource-constrained project scheduling problem,RCPSP)已经难以满足当下实际需求,对资源受限的项目调度问题进行扩展已是大势所趋,所以本文结合设备动态发布维修任务的特性,对原RCPSP问题进行抽象,加入了与设备相关的多模式的资源配置问题,从而建立了面向多维修中心的多模式的动态资源分配调度模型。为了更好地求解所提出的模型,本文提出了一种遗传-长鼻浣熊混合优化算法,该算法是在原长鼻浣熊优化算法的基础之上加入了遗传算法的选择、交叉以及变异算子,主要用于扩大搜索范围,从而跳出局部最优;为了进一步提高候选解的质量,还加入了贪婪算子的操作。通过对仿真实验结果的对比分析,发现不论是从收敛速度还是求解质量等方面,新提出的遗传-长鼻浣熊混合优化算法均以绝对的优势优于其他算法。 2023年11月05 00:00 2023年6期 1322 1335 5116270 秦敏敏<sup>1</sup>, 刘立芳<sup>1</sup>, 齐小刚<sup>2,3</sup> 基于改进CBS算法的多智能体路径规划 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202211006 在基于冲突的搜索(conflict-based search, CBS)算法中,冲突的选择具有随机性,导致CBS算法在多智能体路径规划方面的求解效率不佳。为此,本文提出一种改进CBS算法的多智能体路径规划算法。首先,基于冲突子节点的相关信息,提出了一种新的冲突选择策略;然后,为发挥新策略的优势和进一步减少算法的运行时间,采用基于神经网络的RankNet算法来学习新策略,从而得到一个训练好的排序模型;最后,利用训练好的排序模型为CBS算法选择冲突。通过设计实验对改进CBS算法进行仿真验证,结果表明,所提改进算法相比于已有的改进算法,能够有效提高算法的求解效率。 2023年11月05 00:00 2023年6期 1336 1343 1029215 王卓然<sup>1</sup>, 文家燕<sup>1,2</sup>, 谢广明<sup>1,3</sup>, 蒋文宇<sup>1</sup> 石板材表面缺陷检测的无监督学习方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202212006 石板材表面缺陷检测是一项具有挑战性的任务,尤其对于边缘磕碰、裂缝等细微缺陷,检测难度大。此外,冗余特征的存在会影响训练效果,多尺度特征学习需要进行多维计算,计算复杂度高。针对上述问题,本文提出一种基于无监督学习的石板材表面缺陷检测方法,它能够有效解决该任务存在的问题。首先,对预训练网络提取到的图像多尺度特征,采用正半交嵌入特征降维方式减少冗余特征的影响。然后,通过多过程特征学习降低计算中的时间复杂度,提高训练效率。最后,根据训练模型得出待测图像的局部马氏距离,提高检测性能。相关实验表明,本方法在石板材数据集上的结果优于当前几种先进方法,同时在石板材表面缺陷检测和定位方面证明本方法的有效性。 2023年11月05 00:00 2023年6期 1344 1351 4850821 王延春秋<sup>1</sup>, 葛泉波<sup>2</sup>, 刘华平<sup>3</sup> 对李德毅院士关于“新一代人工智能十问”的哲学思考 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202208025 2023年11月05 00:00 2023年6期 1352 1355 513920 魏屹东<sup>1,2</sup>