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基于二维卷积神经网络的城市暴雨内涝积水模拟预报研究
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作者 柴永丰 陈敏 +4 位作者 郝彦龙 肖家清 邓蔚珂 吕凯 师鹏飞 《水文》 北大核心 2025年第3期17-24,共8页
城市内涝灾害频发,开展精准高效的预报、预警和预演对于城市内涝防控和防洪排涝规划具有重要意义。基于水动力学模型的城市雨洪模拟面临计算效率低、建模资料需求大等问题,难以支撑“四预”实现。本研究以扬州新城河片区为研究区,建立... 城市内涝灾害频发,开展精准高效的预报、预警和预演对于城市内涝防控和防洪排涝规划具有重要意义。基于水动力学模型的城市雨洪模拟面临计算效率低、建模资料需求大等问题,难以支撑“四预”实现。本研究以扬州新城河片区为研究区,建立时空数据(降雨和地形)驱动的基于二维卷积神经网络的城市内涝积水预测模型,实现研究区全域网格的逐时段模拟。结果表明,模型对积水时空预测性能表现优异,卡帕系数等空间性能指标高于0.80,且半数指标高于0.95,大部分积水点积水深时间序列纳什效率系数为0.80~0.99。相较物理过程模型,训练(率定)和预测效率分别提升77.7倍、285.2倍。研究成果可为城市内涝实时预报、即时预警、快速推演提供技术参考。 展开更多
关键词 城市内涝模拟 二维卷积神经网络(2DCNN) 机器学习 时空特征 快速预报
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基于二维卷积神经网络的结构加速度数据异常检测研究 被引量:1
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作者 麻胜兰 钟建坤 +1 位作者 刘昱昊 郑翔 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期112-120,共9页
为提高结构加速度数据异常检测的效率和准确率,提出基于二维卷积神经网络(2D-CNN)的结构加速度数据异常检测方法。通过二维桁架数值模型验证了所提方法的有效性,并研究了2D-CNN卷积层数和加速度噪声水平对数据异常检测效果的影响。结果... 为提高结构加速度数据异常检测的效率和准确率,提出基于二维卷积神经网络(2D-CNN)的结构加速度数据异常检测方法。通过二维桁架数值模型验证了所提方法的有效性,并研究了2D-CNN卷积层数和加速度噪声水平对数据异常检测效果的影响。结果表明:提出的结构加速度数据异常检测方法能快速准确区分加速度数据异常类型,异常检测的准确率可达97%以上;对于包含信息复杂、数据规模大的样本,采用4层以上的2D-CNN有助于提高加速度数据异常检测的准确率,采用5层卷积层的2D-CNN对数据异常辨识精度可达98%;当加速度信噪比大于1时,数据异常检测准确率均在90%以上,当加速度信噪比为10时,准确率在97%以上,所提方法具有良好的容噪性和鲁棒性;采用2D-CNN的数据异常检测方法可为传感器网络的有效运行提供技术支持。 展开更多
关键词 结构健康监测 二维卷积神经网络 桁架结构 深度学习 加速度 数据异常检测
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基于二维卷积神经网络的BLDCM驱动系统故障检测方法 被引量:5
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作者 孙权 于翔海 +2 位作者 李宏胜 黄家才 樊冀生 《电源学报》 CSCD 北大核心 2022年第1期180-187,共8页
针对无刷直流电机驱动系统功率开关管故障诊断存在由于特征提取效果差而导致识别准确率低等问题,提出一种基于二维卷积神经网络2D-CNN(two-dimensional convolution neural network)自适应特征提取的故障检测方法,避免人工提取特征的复... 针对无刷直流电机驱动系统功率开关管故障诊断存在由于特征提取效果差而导致识别准确率低等问题,提出一种基于二维卷积神经网络2D-CNN(two-dimensional convolution neural network)自适应特征提取的故障检测方法,避免人工提取特征的复杂性及不确定性。以相电流作为故障敏感信号进行FFT预处理,并将一维数据转换为矩阵形式作为2D-CNN的输入数据,然后利用Adam优化的softmax分类器对2D-CNN提取的故障特征进行分类,实现逆变器不同故障模式的状态识别。实验结果表明,2D-CNN模型在不同工况、不同故障模式下的故障诊断准确率均优于多层感知机MLP(multi-layer perceptron)和堆栈去噪自动编码器SDAE(stacked denoising auto encoder)方法。实验结果验证了所提方法的有效性和准确性,可为功率变换系统健康状态评估奠定理论基础。 展开更多
关键词 故障检测 自适应特征提取 二维卷积神经网络 无刷直流电机 逆变器
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二维卷积及其在色谱峰纯度鉴定中的应用 被引量:3
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作者 沈卫阳 胡育筑 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期388-390,共3页
A simplified method has been proposed for finding two\|dimensional convolute integers, including central and none\|central point evaluation and multi\|convolution integers. The results are equal to the corresponding r... A simplified method has been proposed for finding two\|dimensional convolute integers, including central and none\|central point evaluation and multi\|convolution integers. The results are equal to the corresponding reports, but the calculation is much simple. The performance of 2D\|convolution for the detection of a minor compound in the presence of a main one is also discussed. 展开更多
关键词 二维卷积 正交组合 重叠色谱峰 分辨 光电极管阵列检测器 色谱仪 色谱分析 纯度鉴定
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基于FPGA实现二维卷积滤波器的图像处理 被引量:5
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作者 周先春 郭亮可 +1 位作者 邹宇 朱雯 《现代电子技术》 2021年第4期17-22,共6页
目前的二维卷积滤波图像处理方法本质上都是基于PC端进行算法仿真,而在将仿真算法映射到硬件平台进行实现时,处理效果不佳。针对这一问题,文中提出了基于FPGA构建多种二维卷积滤波器共同实现方案。所提方案是基于FPGA平台,通过在FPGA上... 目前的二维卷积滤波图像处理方法本质上都是基于PC端进行算法仿真,而在将仿真算法映射到硬件平台进行实现时,处理效果不佳。针对这一问题,文中提出了基于FPGA构建多种二维卷积滤波器共同实现方案。所提方案是基于FPGA平台,通过在FPGA上进行Shift⁃RAM搭建,基于二维卷积核算法,做到同时实现多种图像处理,比如RGB彩色图像处理,灰度处理和图像边缘检测,并在硬件设计上对图像边界处理的映射算法进行完善。实验结果表明,所提案能够在FPGA平台上很好地实现多种基于二维卷积的仿真算法,同时,在保证处理效果的前提下,提高了处理效率。 展开更多
关键词 图像处理 二维卷积滤波器 系统设计 Shift⁃RAM构建 映射算法 结果分析
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ConvPiece:基于二维卷积和子图采样的大型知识图谱表示学习模型 被引量:1
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作者 陈云芳 茆昊天 +3 位作者 徐晓瑀 杜承俊 陈杰 张伟 《南京邮电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2023年第6期60-69,共10页
基于浅层模型的知识图谱表示学习的目标是学习图上所有的实体和关系的嵌入表示向量,然而浅层模型难以学习到更具表达力的特征。浅层模型采用的嵌入表示矩阵使得训练过程需要消耗大量的计算资源,难以在现实中的大型知识图谱上进行训练。... 基于浅层模型的知识图谱表示学习的目标是学习图上所有的实体和关系的嵌入表示向量,然而浅层模型难以学习到更具表达力的特征。浅层模型采用的嵌入表示矩阵使得训练过程需要消耗大量的计算资源,难以在现实中的大型知识图谱上进行训练。大型知识图谱表示学习模型——ConvPiece,基于锚节点和邻居节点及关系采样策略为知识图谱上的每个节点预计算子图表示,利用二维卷积和Transformer为每个节点聚合采样子图特征得到节点的表示向量,最终输入解码器计算得分并训练。在两个大型知识图谱数据集FB15k-237和WN18RR上的链路预测实验显示,ConvPiece在只有大模型十分之一参数量的情况下分别保持着88%和92%的性能,且分别高出参考模型9%和2%。 展开更多
关键词 知识图谱 表示学习 二维卷积 链路预测
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基于二维卷积的端到端无线通信系统研究 被引量:3
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作者 刘乔寿 刘俊杰 +1 位作者 蔚淦丞 周雄 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1725-1733,共9页
针对现有端到端自动编译码器无线通信系统在多径信道中表现不佳的问题,本文提出了一种改进的自动编译码器端到端无线通信系统.在设计中,通过改变卷积核的尺寸,利用二维卷积来对抗多径效应引起的频率选择性衰落,并将传统OFDM(Orthogonal ... 针对现有端到端自动编译码器无线通信系统在多径信道中表现不佳的问题,本文提出了一种改进的自动编译码器端到端无线通信系统.在设计中,通过改变卷积核的尺寸,利用二维卷积来对抗多径效应引起的频率选择性衰落,并将传统OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)模块同自动编译码器相结合,以此来增加系统应对多径信道的能力.同时,通过仿真分析一维卷积自动编译码器无线通信系统、传统OFDM无线通信系统以及本文改进的自动编译码器无线通信系统在多径信道下的性能.结果表明,在5径瑞利信道下并且以误块率(Block Error Rate,BLER)作为性能指标时,所提出的基于二维卷积的自动编译码器无线通信系统在64QAM调制下相比经典自动编译码器无线通信系统和传统OFDM无线通信系统分别提升了17%和60%的性能,本文的仿真分析给出了详细的对比说明.另外本文还分析了不同调制、不同信道时卷积核数量对系统性能的影响. 展开更多
关键词 自动编译码器 端到端学习 二维卷积 正交频分复用 多径信道
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二维卷积非负矩阵分解的初值确定混合算法
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作者 付强 景博 +3 位作者 何鹏举 王赟 司书浩 刘刚易 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期125-130,共6页
为解决二维卷积非负矩阵分解算法存在初值敏感,且传统随机初始化确定的初始值容易使算法收敛到结果相对不好的局部最优值的问题,通过结合K均值聚类、奇异值分解和主成分分析方法,提出了一种适用于二维卷积非负矩阵分解初始值确定的混合... 为解决二维卷积非负矩阵分解算法存在初值敏感,且传统随机初始化确定的初始值容易使算法收敛到结果相对不好的局部最优值的问题,通过结合K均值聚类、奇异值分解和主成分分析方法,提出了一种适用于二维卷积非负矩阵分解初始值确定的混合算法.首先,利用K均值聚类方法得到聚类中心作为系数矩阵(H矩阵)的初始值,避开了传统初始化不确定系数矩阵带来的分解结果不唯一问题;其次,考虑到相比一维卷积非负矩阵分解算法,二维卷积非负矩阵分解算法的基矩阵(W矩阵)个数更多,利用奇异值分解和主成分分析方法交替产生基矩阵的初始值,克服了单个算法产生的初始化误差问题.在相同参数环境下将本文算法和现有初始化算法的分解收敛性能进行对比实验,结果表明本文算法相比其他同类算法具有更好的分解性能并具有更好的收敛性.进一步加入噪声进行实验,在白噪声为-1 dB~10 dB的不同信噪比环境下,本文算法均能快速实现信号的分离,对于噪声数据具有很强的鲁棒性.采用混合算法确定初值,更有利于实现二维卷积非负矩阵分解的实时性和高性能. 展开更多
关键词 二维卷积非负矩阵分解 初值敏感 混合算法 K均值聚类 奇异值分解
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融合注意力机制的二维卷积神经网络测井曲线重构方法 被引量:10
9
作者 翟晓岩 高刚 +3 位作者 李勇根 陈冬 桂志先 王之桢 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期1031-1041,共11页
密度和声波时差测井曲线是沟通地震与岩石物理学的两条重要曲线,也是目前仅有的能够为测井约束地震反演技术提供可靠的全频带地层弹性信息的两条测井曲线。但实际应用中受井壁垮塌、仪器故障等因素的影响,经常会造成密度和声波时差测井... 密度和声波时差测井曲线是沟通地震与岩石物理学的两条重要曲线,也是目前仅有的能够为测井约束地震反演技术提供可靠的全频带地层弹性信息的两条测井曲线。但实际应用中受井壁垮塌、仪器故障等因素的影响,经常会造成密度和声波时差测井数据失真或缺失,且现有的经验模型法、多元拟合法、岩石物理建模法不但存在着重构目标曲线精度低,而且较难处理两条曲线同时重构的问题。为此,提出了将注意力机制融合到二维卷积神经网络中,以强化深度学习网络捕捉测井曲线自相关和互相关特征信息的能力,提升深度学习网络重构声波和密度测井曲线的精度。以准噶尔盆地超深层致密砂岩为研究对象,首先分析了测井曲线自相关和互相关特征与注意力层权重分布规律的关系;然后分析对比了所提网络与门控循环单元、二维卷积神经网络的预测精度,并对所提网络结构参数进行了优化;最后通过合成地震记录验证了目标曲线校正和缺失重构效果,表明所提网络具有较高的预测精度。 展开更多
关键词 曲线重构 注意力机制 二维卷积神经网络 深度学习 声波测井 密度测井
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融合LDA主题模型和二维卷积的短文本分类 被引量:5
10
作者 康宸 郑山红 李万龙 《计算机应用与软件》 北大核心 2020年第11期127-131,153,共6页
由于受到短文本文本长度的限制,传统分类模型不能够充分挖掘短文本序列信息,导致短文本分类效果不佳。对此提出两种融合LDA主题模型和二维卷积的短文本分类模型。采用LDA主题模型预训练得到的主题词项分布来弥补短文本缺乏的主题信息,... 由于受到短文本文本长度的限制,传统分类模型不能够充分挖掘短文本序列信息,导致短文本分类效果不佳。对此提出两种融合LDA主题模型和二维卷积的短文本分类模型。采用LDA主题模型预训练得到的主题词项分布来弥补短文本缺乏的主题信息,通过预训练词向量来补充短文本通用语义信息。同时将随机初始化词向量、预训练词向量,以及主题词项分布进行拼接,应用二维卷积学习拼接后短文本表示的空间层次结构。实验结果表明,相比于其他短文本分类算法,提出的两种短文本分类模型可以充分挖掘利用短文本特征,其分类准确度明显提升。 展开更多
关键词 短文本分类 LDA主题模型 二维卷积
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基于改进二维卷积滤波技术的轨道伤损检测方法 被引量:7
11
作者 贾强 韩峰 《城市轨道交通研究》 北大核心 2022年第4期181-185,共5页
基于改进卷积滤波技术和自适应阈值分割法,提出边缘检测轨道结构识别与伤损检测方法。使用改进二维卷积进行图像滤波,对原图像矩阵通过行列式变换处理,增强图像边界元素;根据边缘检测所得到的线形特征进行扣件弹条及钢轨识别,以线形急... 基于改进卷积滤波技术和自适应阈值分割法,提出边缘检测轨道结构识别与伤损检测方法。使用改进二维卷积进行图像滤波,对原图像矩阵通过行列式变换处理,增强图像边界元素;根据边缘检测所得到的线形特征进行扣件弹条及钢轨识别,以线形急剧变化判别钢轨伤损及位置。通过既有线路轨道进行图像识别试验验证。试验验证结果表明,采用该方法可提高轨道部件识别速率,具有一定的自适应性,还可确定伤损相应位置,有利于轨道伤损的判别,可应用在日常轨道的养护及维修中。 展开更多
关键词 轨道 伤损检测 改进二维卷积 自适应阈值分割 边缘检测
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基于二维卷积神经网络的电阻抗成像算法 被引量:3
12
作者 赵少峰 李静 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2022年第7期85-88,105,共5页
电阻抗成像技术(EIT)是一种非侵入、无辐射和成本低的成像技术。其逆问题求解时,传统的解决方法存在空间分辨率差的弊端。为此,提出了二维卷积神经网络(2DCNN)的解决方法。采用该方法,在有噪声和无噪声环境下,对不同形状、大小和位置的... 电阻抗成像技术(EIT)是一种非侵入、无辐射和成本低的成像技术。其逆问题求解时,传统的解决方法存在空间分辨率差的弊端。为此,提出了二维卷积神经网络(2DCNN)的解决方法。采用该方法,在有噪声和无噪声环境下,对不同形状、大小和位置的目标物体进行仿真,并且与Tikhonov和深度学习网络(DNN)算法进行了比较。仿真结果表明2DCNN方法可以有效地提取数据特征,重建的图像相对于其他方法伪影少、分辨率高、成像质量高、抗噪声能力强。 展开更多
关键词 电阻抗成像 逆问题 图像重建 二维卷积神经网络
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基于运动分类和二维卷积的随机Hough变换航迹起始 被引量:2
13
作者 薛俊杰 徐安祺 +2 位作者 蒋丹 陈业伟 傅虹景 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2023年第6期92-97,共6页
随机Hough变换具有占用存储空间小、计算量低的优点,常用于低杂波环境下的航迹起始。针对随机Hough变换在密集杂波环境下存在峰值簇拥、计算量大导致航迹无法正确起始的问题,文中提出了一种基于运动分类和二维卷积的随机Hough变换航迹... 随机Hough变换具有占用存储空间小、计算量低的优点,常用于低杂波环境下的航迹起始。针对随机Hough变换在密集杂波环境下存在峰值簇拥、计算量大导致航迹无法正确起始的问题,文中提出了一种基于运动分类和二维卷积的随机Hough变换航迹起始方法。首先,利用距离约束限制无关点迹做随机Hough变换;然后,对不同运动朝向的点做随机Hough变换,产生的特征参数分别用矩阵存储,为避免测量噪声导致航迹特征参数得不到积累,对每个特征参数矩阵做二维卷积;最后,将过阈值门限的特征参数点进行聚类处理完成航迹起始。验证结果表明:所提方法能在密集杂波环境下有效地起始多目标航迹,不仅成功率高,而且计算量小,具有较好的工程应用前景。 展开更多
关键词 随机HOUGH变换 密集杂波环境 二维卷积 聚类 航迹起始
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卷积调制的SAR雷达二维间歇采样转发干扰技术 被引量:6
14
作者 房明星 王杰贵 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2014年第7期59-62,共4页
SAR雷达二维间歇采样转发干扰可以在距离向和方位向同时形成假目标串,对SAR雷达具有良好的欺骗干扰效果,但该方法存在间歇采样转发干扰共同缺陷。针对SAR雷达二维间歇采样转发干扰的缺陷,提出了基于卷积调制的SAR雷达二维间歇采样转发... SAR雷达二维间歇采样转发干扰可以在距离向和方位向同时形成假目标串,对SAR雷达具有良好的欺骗干扰效果,但该方法存在间歇采样转发干扰共同缺陷。针对SAR雷达二维间歇采样转发干扰的缺陷,提出了基于卷积调制的SAR雷达二维间歇采样转发干扰方法,即对二维间歇转发干扰信号进行距离向和方位向的二维卷积调制,通过选择参与卷积调制信号的形式,可以产生灵活可控的干扰效果,能够有效克服间歇采样转发干扰的缺陷,理论分析和仿真实验证明了该方法的可行性、有效性。 展开更多
关键词 合成孔径雷达 间歇采样 卷积调制干扰 二维卷积调制
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基于二维三次卷积插值算法的波前构建射线追踪 被引量:21
15
作者 韩复兴 孙建国 杨昊 《吉林大学学报(地球科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期336-340,346,共6页
针对波前构建法在实现波前射线路径追踪过程中所遇到的速度以及速度导数的插值问题,提出一种更精确的二维三次卷积插值算法,将该算法应用到波前构建法中,得到比较精确的射线路径。实例证明,所采用的插值算法在应用到波前构建的过程中,... 针对波前构建法在实现波前射线路径追踪过程中所遇到的速度以及速度导数的插值问题,提出一种更精确的二维三次卷积插值算法,将该算法应用到波前构建法中,得到比较精确的射线路径。实例证明,所采用的插值算法在应用到波前构建的过程中,在求解非网格节点的速度及导数时与双三次多项式插值算法相比能够更加快速准确地获得射线路径。 展开更多
关键词 三次卷积 射线路径 波前 波前构建
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SAR雷达二维噪声卷积调制干扰研究 被引量:7
16
作者 房明星 王杰贵 雷磊 《现代防御技术》 北大核心 2014年第2期139-144,160,共7页
根据SAR雷达二维信号处理特点,提出一种新的SAR雷达二维干扰技术——二维噪声卷积调制干扰,即干扰机接收到SAR雷达信号后,用视频噪声信号对接收信号卷积调制后转发。阐述了噪声卷积调制干扰机理,建立了SAR雷达二维噪声卷积调制干扰模型... 根据SAR雷达二维信号处理特点,提出一种新的SAR雷达二维干扰技术——二维噪声卷积调制干扰,即干扰机接收到SAR雷达信号后,用视频噪声信号对接收信号卷积调制后转发。阐述了噪声卷积调制干扰机理,建立了SAR雷达二维噪声卷积调制干扰模型,论证了干扰功率及干信比方面的优势,分析了相关干扰参数对干扰效果的影响。理论分析和仿真实验证明,该方法对SAR雷达具有明显的欺骗与压制干扰效果。 展开更多
关键词 合成孔径雷达 线性调频信号 噪声卷积 噪声卷积调制
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基于二维三次卷积插值算法的辛几何射线追踪 被引量:3
17
作者 李川 王有学 +4 位作者 何晓玲 刘荣平 贠鹏 熊彬 许继峰 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期1235-1240,共6页
射线追踪是地震波走时层析成像的基础,射线空间位置的准确性及射线走时的精度决定了层析成像的可靠性.本文根据哈密尔顿系统可以有效提高程函方程解稳定性的特性,采用辛几何算法(SAM-Symplectic Algorithm Method)及二维三次卷积插值技... 射线追踪是地震波走时层析成像的基础,射线空间位置的准确性及射线走时的精度决定了层析成像的可靠性.本文根据哈密尔顿系统可以有效提高程函方程解稳定性的特性,采用辛几何算法(SAM-Symplectic Algorithm Method)及二维三次卷积插值技术进行地震波射线追踪.由于采用了SAM算法,保证了地震波波前精度,提高了射线空间位置的准确性.数值模拟结果表明SAM既能保证哈密尔顿系统的稳定性又具有运算速度快的特点,提高了射线追踪的计算精度. 展开更多
关键词 射线追踪 辛几何算法 三次卷积插值 数值模拟
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一种新的快速二维循环卷积算法
18
作者 许建标 鲍明 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 1991年第4期16-21,共6页
本文应用在修正环上的多项式变换原理,提出了一种新的二维卷积算法,它比直接使用二维FFT的算法的乘法次数少得多,结构比剩余类环上的多项式变换算法简单,并且计算量还要少20—40%。
关键词 二维卷积算法 信号处理 图象处理
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计算二维数字卷积的重叠相加法研究
19
作者 杨继业 李雨青 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2012年第5期655-662,共8页
卷积的计算在数字图像处理中有重要作用,对两个长度相差很大的一维序列做卷积时,会出现大延时,为避免这种现象,可采用重叠相加法.本文将该方法推广到二维数字卷积的计算中,并详细地给出了实施步骤.数值实验表明重叠相加法在计算二维数... 卷积的计算在数字图像处理中有重要作用,对两个长度相差很大的一维序列做卷积时,会出现大延时,为避免这种现象,可采用重叠相加法.本文将该方法推广到二维数字卷积的计算中,并详细地给出了实施步骤.数值实验表明重叠相加法在计算二维数字卷积时可有效减少乘法运算次数,节省计算机内存. 展开更多
关键词 数字卷积 重叠相加法 DFT
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直接计算二维离散卷积的快速定限方法
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作者 张胜付 赵惠昌 《数据采集与处理》 CSCD 1996年第1期72-74,共3页
导出了二维离散线性卷积的快速定限求解方法给出了在二维平面的十个区域中卷积的简便求和公式及卷积的上下限精确表达式。该法可很方便地扩展至三维、多维空间。
关键词 卷积 数字信号处理 快速定限 离散卷积
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