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关键词： 多尺度   遥感影像   特征融合   注意力机制   图像处理  

摘要： 针对现有遥感图像语义分割算法中存在的分割精度低、浅层特征利用不充分的问题,提出了一种基于改进Upernet的遥感影像语义分割算法.首先引入Resnest的分裂注意力网络连接结构来重构原有的骨干网络,并在其中集成可变形卷积以提高网络对不同尺度遥感影像的特征提取能力;然后在Upernet的下采样路径中设计融合高效通道注意力机制模块重构特征融合模块,改善特征表示能力;最后引入交叉熵损失函数和Dice Loss联合训练样本来改善训练中存在的样本不平衡的问题并加速模型收敛.实验结果显示:改进后的网络在遥感影像ISPRS的Potsdam数据集和Vaihingen数据集上分别达到了79.38%和74.70%的MIoU.相比DeepLabV3Plus、Pspnet、FCN以及经典Upernet算法,该算法性能在Potsdam数据集上获得了平均2.16%的提升,在Vaihingen数据集上亦获得了平均2.21%的提升.

关键词： 步态分析   DeepLabCut   阿尔茨海默病   抑郁   慢性脑缺血   脓毒血症相关性脑病  

摘要： 目的:开发一种基于深度学习技术的便捷式步态跟踪系统用于检测实验鼠步态细节,并初步检测其在野生型小鼠和多种中枢神经系统疾病小鼠模型中的应用。方法:搭建简便的步态走廊,将小鼠放入走廊内自由行走4 min,从腹侧记录小鼠步行视频。从小鼠自由运动的视频中抽取120帧,使用DeepLabCut分析动物的运动,标记36个身体部位用于神经网络训练。应用该系统及网络对1、3、6和18月龄的野生型小鼠、APP/PS1小鼠(6月龄,阿尔茨海默病模型)、社会孤立(social isolation,SI)小鼠(3月龄,焦虑抑郁模型)、双侧颈动脉狭窄(bilateral carotid artery stenosis,BCAS)小鼠(3月龄,慢性脑缺血模型)和手术造模后1、3、7天的脓毒血症相关性脑病(sepsis-associated encephalopathy,SAE)小鼠(2月龄)的步态进行分析。结果:利用DeepLabCut可以在所有动物视频追踪中,展现出很高的准确性。3月龄野生型小鼠相比其他月龄小鼠运动速度最快,步幅提高。APP/PS1小鼠运动速度显著高于同龄对照,并伴有步幅增加和站立时间减少。SI小鼠步幅缩短,左前爪脚趾展开度和脚趾展开角度减小,提示存在脚爪姿势改变。BCAS小鼠在步幅上没有显著改变,但后肢脚趾展开度显著增大,脚趾展开角减小。SAE小鼠在术后1、3天运动速度下降,伴有步幅缩短和站立时间延长;术后7天运动速度低于对照小鼠但无显著差异,后肢脚趾展开度和脚趾展开角度小于对照组。结论:本研究搭建了基于深度学习的、便捷、低成本的步态分析设备,只需少量工作即可标记感兴趣的身体部位,比以往的步态分析方法更节省成本。应用这一设备描述了野生型小鼠各年龄组的步态特征,并证明阿尔茨海默病、焦虑抑郁状态、慢性脑缺血和脓毒血症相关性脑病模型小鼠表现出步态缺陷。

关键词： 心电信号分类   多任务学习   损失优化  

摘要： 心血管疾病对人类生命健康安全的威胁日益严重,通过心电信号可进行相关疾病的诊断分类。现有的心电分类算法大多采用单任务学习模型,无法综合利用多个任务中的互补特征,而多任务学习模型可同时学习多个相关任务,共享相关任务特征,有助于提高多任务的分类表现。结合深度学习和多任务学习两种方法,提出了一种基于损失优化的心电信号多任务分类算法,将心电信号的多分类任务分解为多个二分类任务,从任务梯度的幅值和方向两方面进行损失优化,避免手动设置任务损失权重以及任务损失相互抵消而产生的负迁移,从而提升心电信号多分类任务的性能。在PTB-XL数据库上将心电信号23类分类任务分解为23个二分类任务来评估所提出的算法。实验结果表明,所提算法的宏观曲线下平均面积(AUC)达到0.950,准确率达到96.50%,基于标签的宏观F1分数达到0.583,基于样本的F1分数达到0.777。与单任务学习算法相比,所提算法在心电信号的多分类方面表现出良好的性能。

关键词： 蜣螂优化算法   随机反向学习   混沌映射   黄金正弦策略   竞争机制   t分布变异   基准测试函数   工程设计实例  

摘要： 针对原始蜣螂优化算法全局探索能力不足、易陷入局部最优以及收敛精度不理想等问题,提出了一种混合多策略改进的蜣螂优化算法。采用混沌映射结合随机反向学习策略初始化种群提高多样性,扩大解空间搜索范围,增强全局寻优能力;通过黄金正弦策略实现个体动态搜索,提高算法遍历性;引入竞争机制增强信息交互,平衡全局探索与局部开发,加快算法收敛速度;最后在迭代后期利用自适应t分布变异对个体进行扰动,避免算法陷入局部最优。在23个基准测试函数中,将该算法与其他优化算法进行对比测试,结果表明,改进后的算法具有更强的寻优性能、更高的收敛精度和更好的稳定性。在具体工程设计实例中的应用验证了该算法在处理实际优化问题上的有效性。

关键词： 长输管道   运输安全隐患   全自动焊接设备   管理与维护措施  

摘要： 随着我国综合国力的不断提高及经济实力的飞速上升,作为国家重要基础能源,油气需求量逐年递增。为全面提高油气长输管道运输的安全性和高效化,合理化利用自动焊接设备是十分必要的。相比其他管道工程,由于长输油气管道动辄几千公里,需要穿越高山河流、山谷平原等地形,地理环境的复杂化以及人为因素的存在,做好全自动焊接设备管理与维护,是推动区域经济可持续发展的重要保障,为此本文通过剖析长输油气管道存在的安全隐患,就全自动焊接设备的有效性管理与维护措施展开深入探讨。

关键词： 漏洞相似性   轻量图卷积网络   局部特征   全局特征   特征融合   漏洞推荐  

摘要： 针对传统漏洞推荐算法未考虑漏洞之间的复杂转换关系和软件动态变化的特征,导致推荐效果较差的问题,提出了基于特征融合轻量图卷积网络的软件漏洞推荐算法(software vulnerability recommendation algorithm based on feature fusion lightweight graph convolutional networks,SVR-FFLGCN)。首先,构建软件与漏洞异构关系图,并融入漏洞相似性算法以降低邻居结点的噪声干扰;其次,使用轻量图卷积网络捕获漏洞之间的复杂转换关系,并将软件动态变化的局部特征和全局特征进行自适应融合,进而获得更全面的特征表示用于漏洞推荐。实验表明,当推荐漏洞数量为10、20个时,SVR-FFLGCN算法相比基准模型在命中率(hit rate,HR)指标上分别提升了11.39%、6.74%,在归一化累积折损增益(normalized discounted cumulative gain,NDCG)指标上分别提升了7.12%、4.80%。该研究在提升开发人员工作效率以及实施有效的防御措施上具有重要作用。

关键词： 无人机   双延迟深度确定性策略梯度算法   双策略网络   自适应延迟更新机制  

摘要： 在执行区域侦察任务时,无人机需要更高性能的算法,以便对未知辐射源目标进行快速准确定位。利用改进的双延迟深度确定性策略梯度(Twin Delayed Deep Deterministic Policy Gradient,TD3)算法实现无人机快速侦察目标。针对TD3算法的单策略网络输出动作波动大问题,提出构建双策略网络来缓解,并提出利用带修正偏差的指数移动加权平均法建立价值网络与策略网络更新之间的联系,以自适应地改变更新周期。当无人机接收到辐射源信号时,采用最优航迹对辐射源进行定位;未检测到信号时,则根据历史经验飞行寻找信号源。仿真结果表明,所提方法可有效提高算法的收敛速度。

关键词： 神经架构搜索   遗传算法   进化计算   均匀训练   卷积神经网络   停滞检测   图像分类  

摘要： 为扩大遗传算法产生的子代种群和亲代种群间的差异,提出一种搜索算法,即广度单路径架构搜索算法。该方法将搜索过程分为两个阶段,第一阶段为扩张,使用一种新的交叉算子以及停滞检测算法增大子代种群和亲代种群间的差距,扩大搜索范围;第二阶段为收缩,使用前一阶段获得的若干个体,采用单点交叉做搜索,保证搜索的稳定性,得到最终的结果。在4个数据集上的实验结果表明,该算法搜索出的最优网络与手工设计的神经网络和基于传统遗传算法的神经架构搜索方法相比,能获得有竞争力的结果。

关键词： 干扰资源分配   鲸鱼优化算法   多目标组合优化  

摘要： 针对组网雷达的多干扰机协同干扰,在解决多目标组合优化问题的前提下,为解决分配资源规模过大,算法容易产生局部收敛的问题,提出一种基于新的个体更新方式的鲸鱼优化算法(WOA)。个体之间编码通过字符交叉与优化目标对比的方式产生,防止传统编译码更新过程中由于编译规则不充分而出现问题,保留原编码中关键字符,增强原算法的寻优能力。通过鲸鱼群中的最优个体与最劣个体来决定鲸鱼优化算法中的更新次数,保证算法在一定程度上有跳出局部收敛的能力,提升种群的多样性,从而进一步提高算法的寻优能力。仿真结果表明,和其他群智能算法相比,改进的鲸鱼群优化算法(IWOA)收敛稳定性更高,全局寻优能力更出色,能够解决多目标组合优化问题。

关键词： 风险防控   综合交通运输   风险预警机制   海事系统   智能化管理   隐患排查   水上交通安全   大数据  

摘要： 为提升综合交通运输安全管理水平,交通运输部于2019年发布了《推进综合交通运输大数据发展行动纲要(2020—2025年)》,明确提出通过大数据手段强化安全生产的监测和预警能力,促进水上交通安全的智能化管理。2021年《海事系统“十四五”规划》进一步强调要构建智能化水上交通安全风险预警机制,以加强风险防控和隐患排查。