- 彭金柱;刘涵菲;卞英楠;
在人机协作过程中，由于光照条件等环境因素和机器人设备摆放等遮挡原因，导致使用基于视觉的运动捕捉设备对人体运动进行捕捉时时间序列的轨迹数据有缺失，进而导致意图识别不准确，增加了机器人运动的不确定性。因此，提出了一种基于支持向量回归(support vector regression, SVR)和长短期记忆(long short-term memory, LSTM)的人体上肢运动时间序列轨迹缺失补偿方法。采用网格搜索法对SVR模型中的参数进行优化来完善历史样本数据集，结合长短期记忆网络对短、长时间序列轨迹缺失的预测补全更精确的优势，将SVR模型补全的历史样本数据集输入LSTM模型训练，进一步降低补偿误差。实验结果表明，在三维空间350 mm的运动尺度范围内，轨迹缺失程度为10%时，SVR-LSTM模型补偿轨迹的平均误差是0.14 mm;轨迹缺失程度为30%时，SVR-LSTM模型补偿轨迹的平均误差是0.47 mm。
2025年01期 v.57 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 9289K] [引用频次：0 ] |[网刊下载次数：1 ] |[下载次数：149 ] |[阅读次数：1 ] - 高俊涛;程玉玉;
近年来，元宇宙飞速发展，已成为未来数字世界的一个重要发展方向。元宇宙中的人机交互是实现虚实融合的核心，其解决了元宇宙中的多用户协作、沟通、社交等挑战，促进了创新和合作。为了深入探讨元宇宙作为虚拟和现实世界融合的数字化空间，其服务如何与人机交互相结合，创造出丰富、沉浸式、个性化的用户体验，调研了元宇宙和人机交互技术，并从人机交互的角度对元宇宙的概念进行了定义。讨论了元宇宙服务和人机融合的可行性与优势，并整理归纳了现有的挑战。最后探讨了元宇宙服务的未来发展趋势。
2025年01期 v.57 8-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1938K] [引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：882 ] |[阅读次数：2 ] - 郭陈虹;王菁;巩会龙;郭浩浩;张睿轩;
针对实时性要求高和作业量大的流处理作业执行过程中，多个作业之间存在的相同处理片段可能会导致流处理引擎重复计算、资源浪费和处理性能低下的问题，提出了融合深度强化学习与算子优化的流式任务调度方法。首先利用算子优化算法将多个复杂的作业去重、重构，其次将重构得到的作业输入循环神经网络中得到任务的调度策略，最后利用强化学习模型进行调度策略的优化。所提方法利用算子优化减少了每个作业中创建的算子实例，结合深度强化学习自动发现最优的调度策略，有效地避免了因大量实例运行而造成的系统资源不足、数据拥塞等问题。对比实验结果表明，所提方法在吞吐量和延迟方面的表现更优异。
2025年01期 v.57 15-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1299K] [引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：167 ] |[阅读次数：0 ] - 杜睿山;靳明洋;孟令东;宋健辉;
针对人工少数类过采样(synthetic minority over-sampling technique, SMOTE)算法存在样本合成区域狭小，容易将少数类泛化到多数类及引入噪声的问题，提出一种基于噪声过滤、边界点自适应采样的过采样算法。首先，该算法使用K近邻算法进行噪声过滤，接着确定边界点并在边界点中寻找合适的点作为根样本点，并以其K近邻点中与其同类且欧氏距离最远的点作为候选样本点。然后，根据根样本点所携带的边界信息确定该点所合成的样本数量，并根据根样本点和候选样本点生成一个N维球体作为样本的合成区间。最后，对合成样本进行判断以确定其是否满足条件。通过实验证明，该算法生成的样本质量要优于SMOTE及其常见变种算法。
2025年01期 v.57 23-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 886K] [引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：143 ] |[阅读次数：1 ] - 任梦辉;王东署;
为了探究大脑导航编码的神经机制，聚焦内嗅皮层与海马体之间的神经连接进行模型研究。生理学证据显示，内嗅皮层与海马体之间存在显著的反馈回路连接，两者的空间编码细胞在导航行为中表现出高度关联性。基于这一基础，建立了反馈循环网络模型，将内嗅皮层的栅格细胞与弱空间细胞作为网络输入，连接到海马体的位置细胞与颗粒细胞，并采用非负稀疏编码进行学习。实验结果表明：该反馈学习模型可以快速捕获细胞的空间调谐特性，仅使用弱空间细胞作为输入，也可以通过反馈环路学习到海马位置细胞对空间的单峰选择性，说明反馈编码机制在优化空间表示中发挥着关键作用。总之，该模型可能是大脑导航系统生成精确空间编码的重要细胞机制之一。
2025年01期 v.57 31-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 7992K] [引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：55 ] |[阅读次数：0 ] - 张钦然;国栋凯;易黄建;谢琼;
荧光分子断层成像(fluorescence molecular tomography, FMT)是一种很有潜力的光学分子影像技术，由于光在生物组织内传输时会产生大量随机的强散射，传播过程极其复杂，使得荧光分子断层成像重建具有高度的病态性。为了获得准确的重建结果，提出了一种基于乐观阴影集的FMT优化策略。首先，定义了一种基于阴影集的情绪决策—乐观决策和悲观决策。然后，提出了一种基于乐观决策的FMT优化策略，该策略将荧光产额信息转换为模糊信息样本，通过阴影集计算当前模糊信息样本的最佳阈值，对样本的划分采取乐观决策。最后，筛选出荧光目标的预测位置。实验结果表明，所提算法能够有效提高FMT重建的精度。
2025年01期 v.57 40-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1731K] [引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：48 ] |[阅读次数：0 ] - 张震;张亚斌;田鸿朋;
针对车辆重识别任务中样本类内差异性大和类间相似度高的问题，提出了一种Vision Transformer框架下的车辆重识别方法。设计一种关键区域选择模块，整合Transformer中注意力分数矩阵，加强车辆的具有辨别性区域的关注程度，减小局部区域过度集中的注意力权重；构建一种包含对比损失和中心损失的混合损失函数，对比损失函数的引入增强了模型捕捉和比较样本之间的差异的能力，中心损失使得同一类别的样本更加紧密地聚集在一起，增强类间样本的区分度。实验结果验证了其有效性。
2025年01期 v.57 46-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 4294K] [引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：459 ] |[阅读次数：0 ] - 王晨哲;季薇;郑慧芬;李云;
发音障碍是帕金森病的早期症状之一。近年来，基于语音信号的帕金森病检测的研究大多采用梅尔刻度下的相关语音特征与深度神经网络模型相结合的方法。然而，现有的模型无法充分关注语音信号的全局时序信息，且梅尔刻度特征在准确表征帕金森病的病理信息方面效果有限。为此，提出了一种基于语音时频特征融合的帕金森病检测方法。首先，提取语音的梅尔频率倒谱系数，并将其作为模型的输入。接着，在已有的S-vectors模型中引入Conformer编码器模块，以提取语音的时域全局特征。最后，将与帕金森病语音检测相关的频域全局特征嵌入时域特征中进行时频信息融合，以实现帕金森病语音检测。在公开帕金森病语音数据集和自采语音数据集上验证了方法的有效性。
2025年01期 v.57 53-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1163K] [引用频次：3 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：280 ] |[阅读次数：0 ] - 康榕乘;余凯;张新;林崧;郭躬德;
核判别分析法通过核函数扩展了线性判别分析对非线性数据的处理能力，成为模式识别领域中一个重要的分支。然而，随着数据的指数增长，经典核判别分析算法在提取特征时会消耗大量计算资源。针对这一问题，利用量子叠加性和并行性提出了一种量子核判别分析算法。首先，借助量子随机存储器技术与控制旋转操作构造需要的类间矩阵和类内矩阵所对应的密度算子；然后，融入线性方程的求解思路并行获取特征态。理论分析表明，所提算法与经典算法相比具有指数级加速。
2025年01期 v.57 61-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 842K] [引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：84 ] |[阅读次数：0 ] - 张嘉睿;李瑞林;孔毅;余南南;
针对零样本图像分类中属性和特征之间映射不全面以及属性空间结构挖掘不充分问题，提出了基于关系有向图正则化的属性三因子分解模型。首先，利用属性矩阵三因子分解实现了属性空间和特征空间的映射；其次，通过权值矩阵构建了属性关系有向图；最后，在属性空间或特征空间计算测试样本和各测试类别的相似性，进而实现图像分类。在aPY和SUN数据集上的实验结果表明，所提模型有效地提高了零样本图像分类精度。
2025年01期 v.57 67-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 2956K] [引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：83 ] |[阅读次数：0 ] - 王永;
针对最小生成树(minimum spanning tree, MST)和旅行商问题(travelling salesman problem, TSP),介绍了完全图上的两类特殊图并定义了这些图上的交运算，每类特殊图和交运算构成一个半群。根据半群性质计算出频率图，分析了最优哈密顿圈(optimal Hamiltonian cycle, OHC)和MST中边的频率性质，证明了频率图上OHC中边的频率下界，该频率下界用于缩小OHC的搜索空间，降低了TSP的求解难度。此外，采用一些TSP算例验证了频率图上OHC中边的频率性质。
2025年01期 v.57 74-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1015K] [引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：449 ] |[阅读次数：0 ] - 刘可盈;张艳娜;毛文涛;王纳;
为解决未知工况下旋转设备在线剩余寿命(remaining useful life, RUL)预测时计算代价大和误差累积问题，提出一种基于无监督深度领域对抗适配的在线RUL预测方法。首先，利用离线退化数据和在线早期故障数据，构建深度领域对抗网络作为预训练模型。其次，将在线贯序数据块输入预训练模型的回归预测器中重新领域适配，得到在线伪标签。最后，将预训练模型的结构和参数迁移到目标域模型，冻结目标域模型的部分参数，并利用在线数据块和伪标签对目标域模型剩余参数进行微调，实现在线数据的RUL动态预测。在IEEE PHM Challenge 2012轴承数据集上进行实验，结果表明，所提方法可以贯序、准确地预测在线轴承RUL值，为在线场景下的轴承RUL预测提供了一种实用化的解决方案。
2025年01期 v.57 81-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1381K] [引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：270 ] |[阅读次数：0 ]