基于特征梯度的调制识别深度网络对抗攻击方法

基于深度神经网络(Deep Neural Network,DNN)的自动调制识别(Automatic Modulation Recognition,AMR)模型具有特征自提取、识别精度高、人工干预少的优势.但是,业界在设计面向AMR的DNN(AMR-oriented DNN,ADNN)模型时,往往仅关注识别精度,而忽视了对抗样本可能带来的安全威胁.为此,文中从人工智能安全的角度出发,探究了对抗样本对ADNN模型的安全威胁,并提出了一种新颖的基于特征梯度的对抗攻击方法.相比传统标签梯度的攻击方式,特征梯度攻击方法能够更有效地攻击ADNN提取的调制信号空时特征,且具有更好的迁移性.在公开数据集上的实验结果表明,无论白盒攻击还是黑盒攻击,所提出的基于特征梯度的对抗攻击方法的攻击效果和迁移性均优于当前的标签梯度攻击方法.     

Deep-SBFL:基于频谱的深度神经网络缺陷定位方法

深度神经网络已经在自动驾驶和智能医疗等领域取得了广泛的应用.与传统软件一样,深度神经网络也不可避免地包含缺陷,如果做出错误决定,可能会造成严重后果.因此,深度神经网络的质量保障受到了广泛关注.然而,深度神经网络与传统软件存在较大差异,传统软件质量保障方法无法直接应用于深度神经网络,需要设计有针对性的质量保障方法.软件缺陷定位是保障软件质量的重要方法之一,基于频谱的缺陷定位方法在传统软件的缺陷定位中取得了很好的效果,但无法直接应用于深度神经网络.在传统软件缺陷定位方法的基础上提出了一种基于频谱的深度神经网络缺陷定位方法 Deep-SBFL.该方法首先通过收集深度神经网络的神经元输出信息和预测结果作为频谱信息;然后将频谱信息进行处理作为贡献信息,以用于量化神经元对预测结果所做的贡献;最后提出了针对深度神经网络缺陷定位的怀疑度公式,基于贡献信息计算深度神经网络中神经元的怀疑度并进行排序,以找出最有可能存在缺陷的神经元.为验证该方法的有效性,以E_Inspect@n (结果排序列表前n个位置内成功定位的缺陷数)和EXAM (在找到缺陷元素之前必须检查元素的百分比)作为评测指...     

人体行为识别研究综述

行为识别是计算机视觉领域意义重大的热点研究问题,它经历了从手工设计特征表征到深度学习特征表达的发展过程.从传统行为识别模型和深度学习模型两方面,对行为识别发展历程中产生的主流算法进行了归类梳理.传统行为识别模型主要包括基于轮廓剪影、时空兴趣点、人体关节点、运动轨迹的特征描述方法.其中改进的密集轨迹方式拥有良好的鲁棒性和...     

基于深度学习的目标橘子识别方法研究

为了更好地解决自然条件下目标橘子的遮挡、重果问题,采用深度学习的方法对目标橘子进行识别,并用传统的目标识别算法与Faster-RCNN两种方法进行对比实验.根据大量的数据对比可知,传统的目标识别方法对自然光照敏感,对遮挡、重果的识别效果不佳,泛化能力及鲁棒性较差.而Faster-RCNN算法对光照及枝叶遮挡的识别更友好,更符合采橘机器人实际采摘的需要.深度学习方法有望在采橘机器人目标识别中得到更广泛的应用.     

基于深度信息的快速身份识别方法

采用传统视频信号进行身份识别时,易受遮挡、复杂背景等因素干扰的问题,本文提出一种利用 Kinect深度信息进行身份快速鉴别的方法。首先利用微软Kinect设备获取人体俯视图（深度图像）,然后根据深度信息提取以下特征：（1）身高,（2）肩宽,（3）深度直方图,根据人体生理结构的差异达到判别人身份的目的。实验结果表明,该方法计算简单,具有较高的识别精度和较强的鲁棒性。     

脑电情绪识别的深度学习研究综述

情绪是情感的外在体现,影响人类的认知、感知、理性决策等日常活动.情绪识别作为实现计算机全面智能的一项基础任务,在情感计算和人机交互领域被深入研究和广泛应用.相比面部表情、语音或其他生理信号,利用脑电进行情绪识别具有时间分辨率高、成本低、识别效果好、可靠性高的优势.近年来,越来越多的深度学习框架被应用于基于脑电信号的情绪识别,并取得了比传统机器学习方法更加优异的效果.基于深度脑电特征的情绪识别是当前的研究热点之一,也具有一定的挑战性.目前,可供参考的针对此研究热点的综述文献较少.对近年来国内外相关文献进行调研分析,从模型输入、深度框架、实验设置、实验结果等方面对深度学习在基于脑电的情绪识别中的应用研究做了总结概况,并在DEAP和SEED这两个公开的脑电-情绪数据集上对具有代表性的方法进行了定性和定量的多方面对比,分析和总结这些方法的不足,同时也对未来可能的研究方向进行了展望.     

基于深度学习的人体行为识别算法综述

人体行为识别和深度学习理论是智能视频分析领域的研究热点, 近年来得到了学术界及工程界的广泛重视, 是智能视频分析与理解、视频监控、人机交互等诸多领域的理论基础. 近年来, 被广泛关注的深度学习算法已经被成功运用于语音识别、图形识别等各个领域.深度学习理论在静态图像特征提取上取得了卓著成就, 并逐步推广至具有时间序列的视频行为识别研究中. 本文在回顾了基于时空兴趣点等传统行为识别方法的基础上, 对近年来提出的基于不同深度学习框架的人体行为识别新进展进行了逐一介绍和总结分析; 包括卷积神经网络(Convolution neural network, CNN)、独立子空间分析(Independent subspace analysis, ISA)、限制玻尔兹曼机(Restricted Boltzmann machine, RBM)以及递归神经网络(Recurrent neural network, RNN)及其在行为识别中的模型建立, 对模型性能、成果进展及各类方法的优缺点进行了分析和总结.     

唇语识别的视觉特征提取方法综述

现有唇语识别研究多专注于提高识别精度、研究多模态输入特征等方面,对提高唇部视觉特征的有效性关注不多.而唇部的视觉信息在视觉语音识别和唇语识别中起着关键作用,尤其在音频被破坏或无音频信息时,唇部视觉信息尤为重要.如何获取准确有效的唇部视觉特征是当前唇语识别的难点工作之一.从唇语数据集、传统视觉特征提取方法、视觉特征提取的深度学习方法三方面综述了唇语识别方向近年来的最新研究工作:首先,总结了唇语识别数据集,将唇语数据集分为正视图和多视图两种类型,并总结整理两类数据集的特点、局限性和下载地址;其次,从像素点、形状和混合特征的角度介绍了唇部视觉特征提取的传统方法,重点介绍各方法的基本思想、网络结构和特点;然后,介绍了唇部视觉特征提取的深度学习方法,重点介绍2D CNN、3D CNN、2D CNN与3D CNN相结合、其他神经网络四种深度学习方法的网络结构和优缺点,并比较了这些方法在公开数据集上的性能表现;最后,对唇部视觉特征提取方法所面临的挑战和未来研究趋势进行了展望.     

深度学习的研究进展与发展

深度学习是基于数据表示的一类更广的机器学习方法,它的出现不仅推动了机器学习的发展,而且促进了人工智能的革新。对深度学习的几种典型模型进行研究与对比。首先介绍受限玻尔兹曼机、深度置信网络、自编码器等无监督学习模型,对其结构、原理和优缺点进行了详细探讨。讨论卷积神经网络、循环神经网络和深度堆叠网络等监督学习模型,分别从模型架构和工作原理来评价与分析。对深度学习的典型模型进行对比分析,将深度置信网络和卷积神经网络应用在手写体数字识别任务中,结果证实深度学习比传统的神经网络具有更好的识别性能。最后探讨深度学习未来的发展与挑战。     

一种基于深度图像的静态手势神经网络识别方法

静态手势识别是以手势驱动的人机交互系统的核心技术。针对静态手势识别问题,提出了一种基于深度图像进行静态手势识别的方法。为了消除静态手势识别过程中的平移、旋转和缩放不变性,提取手势轮廓的Hu不变矩,并以Hu不变矩作为特征构建静态手势深度感知神经网络模型,以此实现对静态手势进行分类识别。在VisualStudio的开发环境下实现了对该方法的验证,取得了良好的效果,并与传统的模板匹配法与基于卷积神经网络的深度学习方法作比较,静态手势识别准确率总体可达95%,识别效率高,能满足实时性要求。     

深度学习在无线电信号调制识别中的应用综述

无线电信号的调制识别在无线电监测及频谱管理中有着至关重要的作用。人工神经网络中的深度学习网络由于具有强大的表征学习能力,可以自动从原始数据中提取出各种复杂的特征,因此,探索基于深度学习的无线电信号调制识别是目前无线电监测领域主要的发展趋势之一。介绍了深度学习在无线电信号调制识别中的一些应用成果及存在的问题。结合工作的实际需求,对深度学习在无线电信号调制识别中提出了一些展望,如进一步提高识别范围和在低信噪比下的识别率;寻求新型深度学习调制识别混合架构。     

基于增强AlexNet的音乐流派识别研究

针对机器学习模型对音乐流派特征识别能力较弱的问题,提出了一种基于深度卷积神经网络的音乐流派识别(DCNN-MGR)模型。该模型首先通过快速傅里叶变换提取音频信息,生成可以输入DCNN的频谱并切割生成频谱切片。然后通过融合带泄露整流(Leaky ReLU)函数、双曲正切(Tanh)函数和Softplus分类器对AlexNet进行增强。其次将生成的频谱切片输入增强的AlexNet进行多批次的训练与验证,提取并学习音乐特征,得到可以有效分辨音乐特征的网络模型。最后使用输出模型进行音乐流派识别测试。实验结果表明,增强的AlexNet在音乐特征识别准确率和网络收敛效果上明显优于AlexNet及其他常用的DCNN、DCNN-MGR模型在音乐流派识别准确率上比其他机器学习模型提升了4%~20%。     

基于级联多任务深度学习的卡口识别引擎研究

针对在将卡口非结构化视频图像数据转化为智能结构化信息的过程中存在环境的复杂性、需求的多样性、任务的关联性和识别的实时性等问题,提出了一种级联多任务深度学习网络的卡口识别引擎方法,其通过充分利用分割、检测、识别等任务之间的相互联系实现了高精度的、高效的、同步实时的卡口车辆多种基本信息的识别(车型、品牌、车系、车身颜色以及车牌等识别任务)。首先,利用深度卷积神经网络自动完成车型的深度特征学习,在特征图上进行逻辑回归,从卡口道路复杂背景中提取出感兴趣区域(包括多车辆对象);然后,利用多任务深度学习网络对提取出来的车辆对象实现多层次的多任务识别。实验结果表明,提出的方法在识别精度和效率上都明显优于传统计算机视觉方法和现有的基于深度学习的识别引擎技术,该方法对车型、品牌、车系及车牌的识别与检测精度均达到98%以上,检测效率提升了1.6倍。     

基于深度收缩稀疏自编码网络的飞行员疲劳状态识别

飞行员的疲劳状态识别具有重要的研究意义和应用价值.针对飞行员疲劳状态识别的复杂性和准确性,提出一种新的基于脑电信号的飞行员疲劳状态识别深度学习模型.在对飞行员的脑电信号进行滤波分解的基础上,提取delta波(0.5sim4Hz)、theta波(5sim8Hz)、alpha波(7sim14Hz)和beta波(14sim30Hz),将其重组信号作为深度收缩稀疏自编码网络-Softmax模型的输入向量,用以对飞行员疲劳状态的识别,所得到的实验结果与深度自编码网络-Softmax模型和传统方法PCA-Softmax模型识别结果进行比较,结果表明所建立的深度学习模型具有很好的分类效果,分类准确率可达91.67%,且学习所得的特征稳定性好,验证了所提模型具有稳定性和重复验证性.     

基于卷积神经网络的指针式仪表识别

目前大部分研究指针式仪表识别的方法中提取指针是完全基于传统的图像处理技术,提取过程较为复杂且步骤繁多.为了有效解决指针式仪表读数识别中指针中轴线所在直线提取困难及识别精度不高等问题,本文提出了一种基于深度学习的指针式仪表的识别方法.首先用Faster R-CNN算法检测仪表圆盘,再采用基于深度学习的方法Faster R-CNN算法检测指针,根据得到的指针目标框的位置信息裁剪得到指针图像,在指针图像的基础上进行二值化、细化、霍夫变换检测直线、最小二乘法拟合直线等步骤识别仪表最终读数.和直接在仪表表盘目标框图像或原始图像上进行传统图像处理相比很大程度上减少了定位指针中轴线所在直线过程中的干扰.实验结果表明本文所提出的基于深度学习的指针检测的平均准确率高达96.55％.对于复杂背景下指针式仪表的指针区域的检测具有良好的准确性与稳定性.     

基于特征融合的跳频信号射频指纹识别技术

射频指纹识别(RFID)是一种物理层身份认证的方法,是电子对抗中一个重要且基本的研究方向,为现代战争提供情报信息等方面发挥着重要作用;为了提升在电子战复杂环境下RFID的准确率,同时解决在跳频信号片段长度有限致使稳态特征难以提取的问题,提出了一种基于信号多个维度特征融合与深度卷积网络提取特征的智能识别技术,改进了传统的星座图特征提取方法并提取了信号的双谱、星座图和希尔伯特-黄变换 (HHT)时频谱进行特征融合,并设置了不同信噪比和不同输入条件下的对照实验来证明该方法的有效性和鲁棒性;相比于传统的识别方法,该方法运算量小,且提升了在各信噪比下识别准确率,在正常室外环境下对六部相移键控(PSK)类跳频电台的识别准确率达到了99.29%。     

基于改进的ResNet网络的人脸表情识别

近几年来,人工智能的热度一直居高不下,其中作为人机交互的一种重要方法—人脸表情识别已经成为计算机视觉研究的热点.从传统的机器学习算法到现在的深度学习,识别效率也在不断地提高,为了进一步提高人脸表情识别率,在传统的卷积神经网络的基础上,提出了一种基于改进的ResNet卷积神经网络的表情识别方法.该方法基于ResNet网络...     

基于深度学习的人体行为识别综述

人体行为识别旨在对视频监控中的人体行为进行检索并识别,是人工智能领域的研究热点。基于传统方法的人体行为识别算法存在对样本数据依赖大、易受环境噪声影响等不足。为解决此问题,许多适用于不同应用场景的基于深度学习的人体行为识别算法被提出。介绍了人体行为识别任务中传统特征提取方法和基于深度学习的特征提取方法;从性能和应用两方面对基于深度学习的人体行为识别算法进行总结,重点分析了基于3D卷积神经网络、混合网络、双流卷积神经网络和少样本学习（few-shot learning,FSL）的人体行为识别方法及其在UCF101和HMDB51数据集上的表现;在深度学习的基础上,归纳了主流模型迁移方法的优缺点及其有效性;总结了现有基于深度学习的人体行为识别算法存在的不足,并讨论了以元学习（meta-learning）和transformer为代表的FSL算法将成为未来模型主流算法的可能性,同时对未来基于深度学习的人体行为识别算法的发展方向进行展望。     

利用频谱变换的水声信号分类框架

在水声信号分类应用中,由于保密或采集条件限制等原因,样本通常会不足,导致深度学习框架的分类精度不高.为解决小样本水声信号分类精度不高的问题,提出一种结合频谱变换和深度学习框架的方法.通过对各类频谱变换测试,发现LOFAR频谱变换能显著提高声音信号中的特征表现.使用GAN网络对频谱变换后的样本扩充,使用改进的CNN网络对频谱图进行分类.实验结果表明了上述框架可以生成高质量的样本,显著提高水声信号的分类精度.     

基于同步压缩和DCGAN的癫痫脑电信号检测方法

脑电信号智能识别是癫痫病检测的重要手段,为更加准确地预测癫痫发作,针对目前的深度学习方法特别是卷积神经网络在脑电信号分类方面存在的一些问题,如算法复杂度过高、样本量太少导致分类效果差等,提出基于傅里叶同步压缩变换和深度卷积生成对抗网络的癫痫脑电信号检测方法。首先同步压缩方法将短时傅里叶变换处理后的信号时频能量进行压缩,使得频谱图像精度更高;其次构建深度卷积生成对抗网络来提取特征;最后实现癫痫发作预测。实验在CHB-MIT脑电数据集上进行,结果表明该方法具有97.9%的检测准确率。使用生成对抗网络有效解决了样本量不足的问题,结合同步压缩处理方法后,具有良好的识别准确性。