西安電子科技大學(xué)人工智能學(xué)院博士生在國際頂級期刊TPAMI發(fā)表3篇研究論文
http://reabo.cn  2024年11月11日  來源:西安電子科技大學(xué)

    近日,西安電子科技大學(xué)人工智能學(xué)院博士生在對抗攻防、事件相機去噪、圖像美學(xué)計算研究等領(lǐng)域的最新研究成果被領(lǐng)域頂級期刊《IEEE TRANSACTIONS ON PATTERN ANALYSIS AND MACHINE INTELLIGENCE》(TPAMI,一區(qū),IF=20.8)收錄,標志著所在科研團隊在相關(guān)領(lǐng)域的研究取得了重要進展。TPAMI作為人工智能領(lǐng)域最具影響力的學(xué)術(shù)期刊之一,在全球范圍內(nèi)享有盛譽,收錄的研究成果通常代表了該領(lǐng)域的最高水平。

  人工智能學(xué)院與軍事科學(xué)院聯(lián)合培養(yǎng)博士生李超作為第一作者,人工智能學(xué)院王晗丁教授和軍事科學(xué)院姚雯研究員為通訊作者,發(fā)表題為“Optimizing Latent Variables in Integrating Transfer and Query Based Attack Framework”的論文。該論文深入探討了深度學(xué)習(xí)模型面臨的安全性問題,聚焦黑盒攻擊場景,提出了一種聯(lián)合遷移攻擊和查詢攻擊的集成框架,解決了對抗樣本遷移性差、黑盒查詢率較高等難題。該集成框架主要分為兩個部分:利用遷移攻擊的思想,通過后接白盒模型,訓(xùn)練能夠輸出對抗干擾的生成器,并將對抗干擾遷移到黑盒模型上進行攻擊,降低模型查詢次數(shù);利用查詢攻擊的思想,使用進化算法優(yōu)化生成器的輸入以提高對抗樣本的遷移性。該集成攻擊框架具有靈活度高、可擴展性強等特點,通過調(diào)整生成器輸出可以適配不同的對抗攻擊任務(wù)。

  論文所提方法框架

  人工智能學(xué)院方華晨博士為第一作者、吳金建教授為通訊作者發(fā)表題為“Fast Window-Based Event Denoising with Spatiotemporal Correlation Enhancement”的論文。事件相機是一種新型仿生傳感器,與傳統(tǒng)相機積分成像不同,事件相機異步捕捉動態(tài)信號。受生物視覺系統(tǒng)動態(tài)感光機制啟發(fā),課題組設(shè)計了一款動態(tài)感知芯片,研制了一款仿生相機,該相機具備高時間分辨率、大動態(tài)范圍等特點,在智能制造、自動駕駛、安防監(jiān)控等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了創(chuàng)新性突破。

  然而由于差分成像系統(tǒng)信號觸發(fā)特性,事件流數(shù)據(jù)伴隨著大量噪聲,限制了事件相機的發(fā)展,F(xiàn)有深度學(xué)習(xí)的事件去噪方法大多存在可解釋性差和實時處理困難的問題。本文提出了一種基于窗口的事件去噪方法,同時處理窗口內(nèi)所有事件,大大提升了去噪速度。此外,本文構(gòu)建了一個新的基于多尺度窗口的事件去噪網(wǎng)絡(luò)WedNet,并基于時間和空間域的概率分布進行了理論分析。在時間域中,我們使用時間窗(TW)模塊來判斷時間相關(guān)性以過濾出時間無關(guān)的事件。在空間域中,我們選擇最大后驗概率(MAP)來區(qū)分真實世界的事件和噪聲,并使用學(xué)習(xí)到的卷積稀疏編碼來優(yōu)化目標函數(shù),構(gòu)建了軟閾值空間特征嵌入(SSFE)模塊。

  研究成果WedNet在四個公開數(shù)據(jù)集上實現(xiàn)了最高去噪精度(PSNR:25.73dB)和最快速運行速度(112.17s),為復(fù)雜場景中實現(xiàn)實時去噪提供了可能。

  人工智能學(xué)院黃一珀博士為第一作者、李雷達教授為通訊作者發(fā)表題為“Multi-modality Multi-attribute Contrastive Pre-training for Image Aesthetics Computing”的論文。該論文考慮到現(xiàn)有的基于ImageNet數(shù)據(jù)集的預(yù)訓(xùn)練模型往往側(cè)重于高層次語義特征,而忽略了圖像中的美學(xué)要素,從而提出了一種基于多模態(tài)多屬性對比學(xué)習(xí)的圖像美學(xué)計算預(yù)訓(xùn)練方法。借助于多模態(tài)大語言模型對圖像進行多維度人機混合標注,構(gòu)建了多模態(tài)圖像美學(xué)屬性數(shù)據(jù)集,在此基礎(chǔ)上采用多模態(tài)多屬性對比學(xué)習(xí)進行模型訓(xùn)練。實驗結(jié)果表明提出的方法在圖像構(gòu)圖分類、構(gòu)圖回歸、美學(xué)評價等多種美學(xué)相關(guān)任務(wù)上性能SOTA,相較于常用的ImageNet預(yù)訓(xùn)練在六個公開數(shù)據(jù)集上實現(xiàn)了全面領(lǐng)先優(yōu)勢。該研究成果在手機拍照、網(wǎng)絡(luò)直播、圖像編輯、人工智能生成內(nèi)容(AIGC)以及藝術(shù)與設(shè)計等眾多領(lǐng)域中都有重要的應(yīng)用前景。

  論文作者簡介:

  李超,西安電子科技大學(xué)和北京軍事科學(xué)院聯(lián)合培養(yǎng)博士生,師從王晗丁教授和姚雯研究員,目前就職于中原工學(xué)院。以第一作者在國內(nèi)外高水平學(xué)術(shù)期刊和國際會議上錄用/發(fā)表論文10余篇,其中一篇論文被評為TEVC Spotlight Paper。他的研究方向主要包括對抗攻擊與防御、多模態(tài)多目標優(yōu)化以及代理模型輔助的進化優(yōu)化。

  王晗丁,西安電子科技大學(xué)人工智能學(xué)院“華山學(xué)者”特聘教授、博士生導(dǎo)師,國家級青年人才。現(xiàn)兼職計算智能國際頂刊《IEEE Transactions on Evolutionary Computation》編委(Associate Editor)。擔(dān)任演化計算領(lǐng)域頂級國際會議《Genetic and Evolutionary Computation Conference》、《IEEE Congress of Evolutionary Computation》及多個其他國際會議的程序委員會成員。研究方向包括計算智能、機器學(xué)習(xí)、代理模型輔助的優(yōu)化及對抗攻防。

  姚雯,軍事科學(xué)院國防科技創(chuàng)新研究院研究員、博士生導(dǎo)師。研究方向為飛行器總體設(shè)計與優(yōu)化、機器學(xué)習(xí)、可信賴人工智能。發(fā)表論文60余篇,合作出版專著3部,授權(quán)專利26項。獲首屆航空宇航科學(xué)與技術(shù)學(xué)科全國優(yōu)秀博士學(xué)位論文獎、湖南省自然科學(xué)一等獎等國家和省部級獎勵。

  方華晨,西安電子科技大學(xué)人工智能學(xué)院博士生,本科就讀于西安電子科技大學(xué)人工智能學(xué)院智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè),2020年獲得學(xué)士學(xué)位,同年推免至吳金建教授課題組,并獲得哥倫比亞大學(xué)(CU)以及南加州大學(xué)(USC)等QS TOP30大學(xué)offer。目前攻讀博士學(xué)位,曾在ACM MM(CCF-A類)會議上進行分組報告展示(Oral),并在TPAMI等高水平學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文。目前研究方向主要包括圖像處理和事件相機去噪。

  吳金建,西安電子科技大學(xué)人工智能學(xué)院“華山學(xué)者”特聘教授、博士生導(dǎo)師,國家級青年人才。分別于2008年、2014年獲得西安電子科技大學(xué)學(xué)士、博士學(xué)位,2019年破格晉升教授。獲國家自然科學(xué)二等獎、陜西省自然科學(xué)一等獎、廣東省人工智能產(chǎn)業(yè)協(xié)會發(fā)明一等獎、教育部霍英東青年基金等。面向人工智能國家戰(zhàn)略及重大需求,長期從事仿生成像、智能信號處理等方面的理論和應(yīng)用研究。主持國家重點研發(fā)計劃重點項目課題、國家自然基金項目、教育部聯(lián)合基金項目等多項課題,研制了微米級缺陷檢測設(shè)備、低慢小探測設(shè)備等。

  黃一珀,西安電子科技大學(xué)人工智能學(xué)院博士生,2023年10月至2024年10月赴新加坡南洋理工大學(xué)(NTU)聯(lián)合培養(yǎng)。以第一作者或?qū)W生第一作者在國內(nèi)外高水平學(xué)術(shù)期刊和國際會議上錄用/發(fā)表論文10余篇,其中中科院一區(qū)和CCF-A類6篇;帶領(lǐng)學(xué)生隊伍獲得CVPR NTIRE 2024人像質(zhì)量評價挑戰(zhàn)賽冠軍;主持江蘇省研究生科研與實踐創(chuàng)新計劃項目、校研究生創(chuàng)新基金項目和校“未來杰出人才助力計劃”項目3項;參與導(dǎo)師主持的國家自然科學(xué)基金面上項目2項、省自然科學(xué)基金面上項目1項,產(chǎn)學(xué)研合作項目2項;獲研究生國家獎學(xué)金、信捷企業(yè)獎學(xué)金等。

  李雷達,西安電子科技大學(xué)人工智能學(xué)院“華山學(xué)者”特聘教授、博士生導(dǎo)師,國家級青年人才。主要研究方向為圖像/視頻質(zhì)量評價、計算美學(xué)、視覺情感分析等;發(fā)表中科院一區(qū)和CCF-A類會議論文90余篇,Google學(xué)術(shù)引用7300余次,H指數(shù)45,6篇論文入選ESI熱點/高被引論文;主持國家自然科學(xué)基金項目5項,與華為、騰訊、OPPO、優(yōu)必選等公司開展產(chǎn)學(xué)研項目合作,獲OPPO“產(chǎn)學(xué)研優(yōu)秀合作伙伴”獎,研究成果應(yīng)用于OPPO ColorOS、騰訊會議等;獲省部級科研成果獎勵5項,授權(quán)國家發(fā)明專利20余項,F(xiàn)為SCI國際期刊Journal of Visual Communication and Image Representation(2021/2023最佳編輯獎)和EURASIP Journal on Image and Video Processing副主編,《中國圖象圖形學(xué)報》青年編委(2022年優(yōu)秀編委),CSIG情感計算專委會和CAAI智能光學(xué)成像專委會常務(wù)委員。
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