情感表达增强的图像描述研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61701273
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    30.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0116.图像信息处理
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Benefiting from the development of deep learning based image recognition and language modeling, it becomes possible to automatically describe an image by generating a sentence. This problem, known as image captioning, is of great importance to the goal of enabling computers to understand images. Besides recognizing the objects in the image, the generator should also be able to analyze their states, understand the relationship among them and express the information in natural language. Existing works mainly focused on describing the factual aspects of the images, including the objects, movements, and their relations. However, stylized, non-factual aspects of the written description are missing from the current systems. One such style is descriptions with emotion, which is commonplace in everyday communication, and influences decision-making and interpersonal relationships. Affective Image Captioning (AIC), namely, Image Captioning with Emotion (ICwE) is a newly emerged research area, which aims to automatically generate a sentence description with specified emotion for an image. It involves many fundamental theories and practical techniques, which makes its research significant in theory and useful in application. In this project, we will make an in-depth study on AIC. Our major research content includes: construction of image caption dataset with emotions, emotion distribution prediction, reference based long-short term memory and attention mechanisms for AIC. With our own developed key techniques and algorithms, we will implement an emotion-aware and semantic-preserved image captioning system. We aim to make some theoretical achievements, develop several novel techniques, and lay solid foundation on both theories and techniques for AIC.
基于深度学习的图像识别和语言建模的发展,使得为图像自动生成描述语句成为可能。图像描述为计算机理解图像提供重要支撑,它不仅需要识别出图像中的对象,还需要分析它们的状态,理解它们之间的关系,并用自然语言的形式表达出来。现有工作主要集中在描述图像的具体内容,包括对象、动作及它们之间的关系,而忽略了描述语句的风格化,如情感。情感描述在日常交流中非常普遍,并影响着决策制定和人际关系。情感图像描述的目的是为图像自动生成情感增强的描述语句。作为一个新兴的研究领域,其研究包括众多基础理论和实用技术,具有重要理论意义和广泛应用价值。本项目将对情感图像描述进行深入研究,主要研究内容有:情感图像描述数据集构建、情感分布预测、基于参照的长短时间记忆网络和注意机制,并在此基础上研发情感增强保持语义的图像描述系统。本项目力争在情感图像描述理论上有所突破,技术上有所创新,为该领域的理论研究和实际应用奠定基础。

结项摘要

高效、准确地为互联网图像生成语义丰富的描述语句能够为社交媒体舆情分析和互联网内容有效监管等国家重大需求提供技术支撑。本项目针对情感增强的图像描述技术开展了研究和开发工作,在视觉内容情感分析、图像描述、跨模态检索与匹配、无监督领域自适应等任务上取得了系列原创性成果。针对情感感知主观性不确定性、曝光偏差、跨模态关联缺失和领域漂移等挑战,项目组提出了基于多特征共享稀疏学习的情感离散分布预测、基于生理信号的个性化情感识别、基于极性一致深度注意力网络的细粒度视觉情感回归、基于情感结构嵌入的零样本情感识别、基于参照的长段时间记忆网络的图像描述、基于时序差分学习的图像描述、属性驱动的注意力技术、基于语义一致性的跨模态图像文本检索、基于优势度激活度空间内情感的图像和音乐端到端匹配、基于情感语义一致循环生成式对抗网络的图像情感领域自适应、基于多源对抗域聚合网络的语义分割多源领域自适应、多源蒸馏领域自适应等方法。项目组按计划完成了各项研究工作,发表或录用SCI检索国际期刊论文12篇(IEEE/ACM汇刊论文7篇),EI检索CCF推荐A类会议论文19篇,申请美发明专利1项,研发了多个原型系统,并在滴滴出行等多个企事业单位开展了示范应用,取得了一定的社会与经济效益。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(19)
专利数量(1)
ACMNet: Adaptive Confidence Matching Network for Cross-Modal Image-Text Retrieval
ACMNet:用于跨模态图像文本检索的自适应置信度匹配网络
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    ACM Transactions on Multimedia Computing, Communications, and Applications
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Hui Chen;Guiguang Ding;Zijia Lin;Sicheng Zhao;Jungong Han
  • 通讯作者:
    Jungong Han
Discrete Probability Distribution Prediction of Image Emotions with Shared Sparse Learning
通过共享稀疏学习进行图像情感的离散概率分布预测
  • DOI:
    10.1109/taffc.2018.2818685
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Affective Computing
  • 影响因子:
    11.2
  • 作者:
    Zhao Sicheng;Ding Guiguang;Gao Yue;Zhao Xin;Tang Youbao;Han Jungong;Yao Hongxun;Huang Qingming
  • 通讯作者:
    Huang Qingming
Neural Image Caption Generation with Weighted Training and Reference
具有加权训练和参考的神经图像描述生成
  • DOI:
    10.1007/s12559-018-9581-x
  • 发表时间:
    2019-12-01
  • 期刊:
    COGNITIVE COMPUTATION
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Ding, Guiguang;Chen, Minghai;Liu, Qiang
  • 通讯作者:
    Liu, Qiang
An improved ridge regression algorithm and its application in predicting TV ratings
改进的岭回归算法及其在电视收视率预测中的应用
  • DOI:
    10.1007/s11042-017-5250-4
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Multimedia Tools and Applications
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Ma Nan;Zhao Sicheng;Sun Zhen;Wu Xiuping;Zhai Yun
  • 通讯作者:
    Zhai Yun
Personality-Assisted Multi-Task Learning for Generic and Personalized Image Aesthetics Assessment
用于通用和个性化图像美学评估的人格辅助多任务学习
  • DOI:
    10.1109/tip.2020.2968285
  • 发表时间:
    2020-01-01
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON IMAGE PROCESSING
  • 影响因子:
    10.6
  • 作者:
    Li, Leida;Zhu, Hancheng;Lin, Weisi
  • 通讯作者:
    Lin, Weisi

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其他文献

图像情感计算综述
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    智能计算机与应用
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵思成;姚鸿勋
  • 通讯作者:
    姚鸿勋
一种极值约束的边缘保持图像平滑算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    计算机科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姜小磊;姚鸿勋;赵思成
  • 通讯作者:
    赵思成
深度学习中的自编码器的表达能力研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    计算机科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王雅思;姚鸿勋;孙晓帅;许鹏飞;赵思成
  • 通讯作者:
    赵思成
熊果酸对皮肤鳞状细胞癌细胞增殖与凋亡的影响及其机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    临床皮肤科杂志
  • 影响因子:
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  • 作者:
    赵思成
  • 通讯作者:
    赵思成

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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