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基于复数域卷积神经网络的ISAR包络对齐方法研究 被引量:1
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作者 王勇 夏浩然 刘明帆 《信号处理》 北大核心 2025年第3期409-425,共17页
在逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)成像领域,运动补偿是确保高质量图像生成的关键环节。包络对齐(Range Alignment,RA)作为运动补偿的首要步骤,对于校正由平动分量引起的回波信号包络偏移至关重要。本文提出了... 在逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)成像领域,运动补偿是确保高质量图像生成的关键环节。包络对齐(Range Alignment,RA)作为运动补偿的首要步骤,对于校正由平动分量引起的回波信号包络偏移至关重要。本文提出了一种基于复数域卷积神经网络(Complex-Valued Convolutional Neural Network,CVCNN)的包络对齐新方法,旨在通过深度学习策略提升包络对齐的精度与计算效率。本文所提方法利用了卷积神经网络强大的特征学习能力,构建了一个能够映射一维距离像与包络补偿量之间复杂关系的模型。通过将传统的实值卷积神经网络拓展至复数域,不仅完整保留了回波信号中的相位信息,而且有效引入了复数域残差块及线性连接机制,进一步精细化了网络结构设计。这种架构改进使得所提算法能实现低信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)条件下对ISAR距离像的高效包络对齐。在数据生成方面,本文基于雷达仿真参数,通过成像模拟仿真构建了ISAR回波数据集。该数据集经过归一化处理后,输入网络进行训练,使网络能够学习从未对齐回波到对应补偿量的映射关系。本文所提方法采用迁移学习策略,对基于仿真数据预训练的模型进行微调,以适应实测数据。这一策略不仅增强了结果的可靠性,同时也大幅缩短了模型的迭代周期。在实验验证方面,本文采用仿真与实测数据进行综合测试,以包络对齐精度、成像结果质量和计算效率为评价指标,全面验证了算法的有效性。实验结果表明,在不同信噪比条件下,本文所提方法均展现出了优越的包络对齐性能,进而可以实现高质量成像,同时在计算效率上也具有显著优势。 展开更多
关键词 逆合成孔径雷达 包络对齐 复数卷积神经网络 有监督学习
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变工况下动态卷积域对抗图神经网络故障诊断
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作者 王桐 王晨程 +2 位作者 邰宇 欧阳敏 陈立伟 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1406-1414,共9页
针对基于无监督域自适应故障诊断方法忽略了域间数据结构信息、传统域对齐平均最大差异法全局泛化能力差等问题,本文提出一种基于无监督域自适应理论的动态卷积域对抗图神经网络故障诊断模型,分别通过对数据的类别标签、域标签和数据结... 针对基于无监督域自适应故障诊断方法忽略了域间数据结构信息、传统域对齐平均最大差异法全局泛化能力差等问题,本文提出一种基于无监督域自适应理论的动态卷积域对抗图神经网络故障诊断模型,分别通过对数据的类别标签、域标签和数据结构信息进行建模。通过分类器和域鉴别器分别建模类别标签和域标签,通过图神经网络将数据结构信息嵌入到实例图节点中,利用高斯Wasserstein距离来度量不同领域的实例图之间的差异。本文对比了不同工况下共14种迁移任务在各模型下故障识别的准确率。实验结果表明:基于动态卷积的域对抗图神经网络模型在变工况下的故障诊断效果均优于其他对比模型,且模型性能稳定。 展开更多
关键词 无监督自适应 动态卷积 对抗 神经网络 图生成 高斯Wasserstein距离 故障诊断 变工况
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基于空间域图像生成和混合卷积神经网络的配电网故障选线方法 被引量:6
3
作者 郭威 史运涛 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期1311-1321,共11页
传统的配电网故障选线方法大多基于一维零序电流序列构建故障诊断模型,单一的诊断模型往往限制了故障特征的深层挖掘。为了提高故障选线的准确率,提出一种基于空间域图像和混合卷积神经网络的配电网故障选线方法。首先,利用优化的降噪... 传统的配电网故障选线方法大多基于一维零序电流序列构建故障诊断模型,单一的诊断模型往往限制了故障特征的深层挖掘。为了提高故障选线的准确率,提出一种基于空间域图像和混合卷积神经网络的配电网故障选线方法。首先,利用优化的降噪光滑模型对零序电流信号进行降噪处理,减少外界环境的电磁干扰。其次,利用对称希尔伯特变换将一维时域信号转成二维空间域图像,图像的颜色、形状和纹理特征能够充分反映当前系统的运行状态。最后,将一维时域信号和二维空间域图像同步作为混合卷积神经网络的输入,充分挖掘系统的故障特征,利用Sigmoid函数实现故障选线。在辐射状配电网、IEEE-13节点模型、IEEE-34节点、StarSim仿真平台上模型上进行了实验验证。实验结果表明,该选线方法可以有效克服传统方法过度依赖主观特征选择、抗噪性能差等问题,能够在高阻接地、采样时间不同步、两点接地故障等极端情况下可靠地筛选出故障线路。 展开更多
关键词 故障选线 对称希尔伯特变换 混合卷积神经网络 空间图像生成 优化的降噪光滑模型
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基于多维信息协同神经网络的轴承跨工况故障诊断
4
作者 李庆 周公博 +4 位作者 周坪 闫晓东 韩链锋 李强 马国庆 《振动与冲击》 北大核心 2025年第13期296-308,共13页
目前大多数域泛化学习方法的实现依赖多源域和有标签数据,然而,在轴承的复杂运行工况下,对机械进行完整的监测数据采集非常困难。针对不完备信息下的跨工况故障诊断任务,提出了一种基于多维信息协同神经网络(multi-dimensional informat... 目前大多数域泛化学习方法的实现依赖多源域和有标签数据,然而,在轴承的复杂运行工况下,对机械进行完整的监测数据采集非常困难。针对不完备信息下的跨工况故障诊断任务,提出了一种基于多维信息协同神经网络(multi-dimensional information collaborative neural network,MICNN)的轴承跨工况故障诊断方法。MICNN包括协同归一化(collaborative normalization,CNM)策略和多维时空特征融合模块(multi-dimensional spatiotemporal feature fusion module,MSTFF)。CNM通过集群和样本个体两种维度上的特征统一和信息融合来减少协变量偏移和过拟合现象;MSTFF通过通道和空间维度上的关键特征捕捉和信息交互来增强域不变特征的提取。所提方法在PU数据集、江南大学数据集和实验室自建数据集的6个不同跨工况任务中平均准确率分别达到了98.74%、96.59%和93.81%,与现有主流的方法相比,所提方法具有更好的故障诊断效果。 展开更多
关键词 泛化 故障诊断 归一化 注意力机制 卷积神经网络
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用于视频压缩感知的特征域优化启发及多假设交叉注意力重构神经网络 被引量:1
5
作者 杨春玲 陈文俊 刘嘉惠 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期9-21,共13页
现有视频压缩感知重建网络通常利用光流网络实现像素域运动估计与运动补偿。然而在重建过程中,光流网络的输入为质量较差的初始估计帧,导致获得的光流不准确,基于光流的像素域对齐与融合操作会造成噪声的累积,导致视频重建帧存在明显的... 现有视频压缩感知重建网络通常利用光流网络实现像素域运动估计与运动补偿。然而在重建过程中,光流网络的输入为质量较差的初始估计帧,导致获得的光流不准确,基于光流的像素域对齐与融合操作会造成噪声的累积,导致视频重建帧存在明显的人工效应,影响重建质量。基于特征域多通道信息对干扰噪声具有较强的鲁棒性,文中将特征域优化思想应用于视频压缩感知重构神经网络的设计中,提出了特征域优化启发及光流引导的多假设交叉注意力重构神经网络(FOFMCNet)。为避免光流中的噪声在图像变形时破坏图像结构的问题,文中在特征域设计了光流指导的多假设运动估计模块与基于交叉注意力的运动补偿模块,以实现特征域的帧间运动估计与运动补偿,从而更为充分地利用帧间相关性辅助非关键帧重构。为了在特征优化过程中加强有效信息的复用,提升网络学习能力并缓解梯度爆炸问题,文中设计了特征域优化启发U型网络(FOUNet),并作为FOFMCNet的子网络,通过多个FOUNet的级联,FOFMCNet在特征域实现非关键帧的优化与重建。实验结果表明,文中所提算法在经典低分辨率数据集(UCF-101和QCIF)和新的高分辨率数据集(REDS4)上的重构结果均优于现有的视频压缩感知算法。 展开更多
关键词 视频压缩感知 特征优化 卷积神经网络 注意力机制 运动估计与补偿
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基于迁移卷积神经网络的桥梁结构损伤识别方法 被引量:3
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作者 罗旭欣 陈龙 +1 位作者 梁韬 黄天立 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3888-3899,共12页
针对实际桥梁结构损伤模式识别时有限元模型与实际结构存在差异的情况,为了提高有限元数值模拟数据集训练的深度神经网络识别实际桥梁结构损伤模式的准确率,提出一种结合迁移学习(Transfer Learning,TL)和一维卷积神经网络(One Dimensio... 针对实际桥梁结构损伤模式识别时有限元模型与实际结构存在差异的情况,为了提高有限元数值模拟数据集训练的深度神经网络识别实际桥梁结构损伤模式的准确率,提出一种结合迁移学习(Transfer Learning,TL)和一维卷积神经网络(One Dimensional Convolutional Neural Network,1D-CNN)的结构损伤识别方法。首先,基于结构有限元数值模拟数据训练1D-CNN模型,选择损伤识别效果较好、性能优良的模型作为源模型;然后,将源模型中的网络结构和超参数迁移到实际结构实测数据集(目标域)网络模型的对应位置并冻结,得到预训练模型;最后,使用实测数据微调预训练模型得到目标模型。为验证该方法的有效性,通过3层钢框架结构实验室试验和日本某简支钢桁梁桥的现场试验,对比源模型(模型Ⅰ)、仅采用实测数据训练得到的CNN模型(模型Ⅱ)和采用迁移学习得到的CNN目标模型(模型Ⅲ)等3种神经网络模型的结构损伤模式识别准确率。研究结果表明:3层钢框架结构实验室试验中,3种CNN模型的最高损伤模式识别准确率分别为63.44%,98.44%,99.06%;日本某简支钢桁梁桥的现场试验中,3种CNN模型的最高损伤模式识别准确率分别为59.50%,97.00%,99.50%。针对不同结构,目标模型(模型Ⅲ)的损伤模式识别准确率均最高,收敛速度最快,优于其他2种CNN模型。基于迁移卷积神经网络的桥梁结构损伤识别方法具有较好的实际结构损伤识别能力,为解决数据有限情况下的结构损伤识别问题提供了一种有效的解决途径。 展开更多
关键词 桥梁结构 损伤模式识别 一维卷积神经网络 迁移学习 目标
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用于热成像数据的卷积神经网络特征图筛选方法 被引量:1
7
作者 张雷 沈国琛 欧冬秀 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期31-40,共10页
红外热成像数据可以有效辅助可见光图像数据,弥补其在天气和光照条件上的不足。现有的研究往往借助域适应将基于可见光图像数据训练得到的卷积神经网络用于处理热成像数据,以弥补热成像数据缺少大量标注训练集的不足,但是这类方法仍无... 红外热成像数据可以有效辅助可见光图像数据,弥补其在天气和光照条件上的不足。现有的研究往往借助域适应将基于可见光图像数据训练得到的卷积神经网络用于处理热成像数据,以弥补热成像数据缺少大量标注训练集的不足,但是这类方法仍无法避免一定程度的训练。而一些研究者发现,图像在频域上呈现域不变成分和随域改变成分的分离现象。受这一现象的启发,提出一种基于离散余弦变换和卡方独立性分数的卷积神经网络特征图筛选方法。利用频域分离域不变成分和随域改变成分,借鉴卡方独立性检验的思想提出基于频段分量的独立性分数,用于度量特征图的差异度,使用聚类将特征图分类,保留主要包含域不变成分的特征图分支,得到适用于热成像数据的网络。实验结果表明,该方法可以充分利用预训练卷积神经网络的潜在预测能力,且不需要重新训练模型。预训练网络无法预测热成像数据,而筛选后的网络前5位预测结果与目标相关的比例最高可达90%。 展开更多
关键词 热成像数据 离散余弦变换 适应 卷积神经网络 交通场景
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基于混合型复数域卷积神经网络的三维转动舰船目标识别 被引量:11
8
作者 张云 化青龙 +1 位作者 姜义成 徐丹 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1042-1049,共8页
在较高海情下,由于舰船目标处于随机摆动的非平稳运动状态,常规合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像处理会使得目标散焦、方位模糊,从而导致三维转动舰船目标识别准确率低.本文提出一种混合型复数域卷积神经网络(Mix-type C... 在较高海情下,由于舰船目标处于随机摆动的非平稳运动状态,常规合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像处理会使得目标散焦、方位模糊,从而导致三维转动舰船目标识别准确率低.本文提出一种混合型复数域卷积神经网络(Mix-type Complex-Valued Convolutional Neural Network,Mix-CV-CNN),并推导Mix-CV-CNN前向传播与反向传播算法.三维转动舰船目标经过SAR成像处理后存在剩余相位信息,Mix-CV-CNN能充分利用SAR复数域图像的幅度和相位信息,在不进行目标重聚焦的情况下,较好完成SAR复杂运动舰船目标的识别.实验表明,Mix-CV-CNN相较于具有相同自由度的实数域卷积神经网络(Real-Valued Convolutional Neural Network,RV-CNN)识别性能有所提高,实测数据识别平均准确率提高3.85%. 展开更多
关键词 合成孔径雷达 复数卷积神经网络 三维转动 目标散焦 舰船目标识别 混合型复数卷积神经网络
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基于域适应卷积神经网络的人脸表情识别 被引量:14
9
作者 亢洁 李佳伟 杨思力 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期201-206,共6页
在利用卷积神经网络进行人脸表情识别时,可借助其他数据集进行辅助训练以应对缺少标记数据的情况,但源域数据库和目标域数据库之间的数据分布差异会影响分类正确率。为此,以AlexNet网络为原型构建基于域适应的卷积神经网络结构。通过引... 在利用卷积神经网络进行人脸表情识别时,可借助其他数据集进行辅助训练以应对缺少标记数据的情况,但源域数据库和目标域数据库之间的数据分布差异会影响分类正确率。为此,以AlexNet网络为原型构建基于域适应的卷积神经网络结构。通过引入包含注意力机制的SE模块进行特征重标定,同时利用域适应方法减小领域差异性。在人脸识别公开数据集上的实验结果表明,与AlexNet和GoingDeep等网络相比,该网络能够以较少的参数量获得较高的识别正确率。 展开更多
关键词 卷积神经网络 人脸表情识别 数据分布 适应 迁移学习
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基于域对抗迁移卷积神经网络的小样本GIS绝缘缺陷智能诊断方法 被引量:32
10
作者 王艳新 闫静 +2 位作者 王建华 耿英三 刘志远 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期2150-2160,共11页
近年来,数据驱动的人工智能模型在气体绝缘组合电器(GIS)绝缘缺陷诊断上取得了一定突破。然而,这些以海量实验数据构建的模型难以部署到现场复杂工况和小样本条件下,导致现有诊断方法现场应用困难。为了解决现场制约传统诊断方法应用的... 近年来,数据驱动的人工智能模型在气体绝缘组合电器(GIS)绝缘缺陷诊断上取得了一定突破。然而,这些以海量实验数据构建的模型难以部署到现场复杂工况和小样本条件下,导致现有诊断方法现场应用困难。为了解决现场制约传统诊断方法应用的数据匮乏难题和现有诊断模型现场应用困难的问题,该文提出了一种新颖的域对抗迁移卷积神经网络用于小样本下的GIS绝缘缺陷智能诊断。首先,以自动寻优构建的卷积神经网络从缺陷样本中学习可迁移绝缘缺陷表征特征,自动寻优构建方法在减少网络构建过程人为干预的同时,有效提升了网络精度等多方面性能。然后,引入域对抗迁移学习,实现海量数据(源域)下训练模型到复杂工况和小样本(目标域)下的迁移,以提升诊断准确率。通过对抗训练方法学习类边界表征特征和域空间表征特征,实现了诊断知识的迁移。在域对抗训练中引入两个领域分类器来进行决策边界域空间的对齐,获得了更合适的特征匹配。在实验室和现场实验验证中,所提方法在目标域下分别达到了99.35%和90.35%的诊断准确率。结果表明,该方法可以有效学习可迁移特征,实现小样本GIS绝缘缺陷的高精度、鲁棒性诊断。 展开更多
关键词 气体绝缘组合电器 对抗迁移学习 卷积神经网络 小样本 智能诊断
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基于卷积神经网络联合多域特征提取的干扰识别算法 被引量:18
11
作者 王鹏宇 程郁凡 +1 位作者 徐昊 尚高阳 《信号处理》 CSCD 北大核心 2022年第5期915-925,共11页
干扰识别技术是智能抗干扰通信系统中的关键技术,通过对接收信号中干扰类型的准确判别,可为无线通信系统生成最佳的抗干扰方式提供决策依据。针对无线通信系统中典型压制式干扰的识别问题,本文提出了一种基于卷积神经网络联合多域特征提... 干扰识别技术是智能抗干扰通信系统中的关键技术,通过对接收信号中干扰类型的准确判别,可为无线通信系统生成最佳的抗干扰方式提供决策依据。针对无线通信系统中典型压制式干扰的识别问题,本文提出了一种基于卷积神经网络联合多域特征提取(Convolutional Neural Network-based Joint Multi-Domain Feature Extraction,CNN-JMDFE)的干扰识别算法,通过CNN同时对两种预处理增强的数据对象:时频图像与频域序列提取干扰特征,有效利用了两种数据对象的优势,提升了干扰识别性能。仿真结果表明,在对于包含动态和参数随机的干扰识别场景下,CNN-JMDFE算法在干噪比(Jamming-to-Noise Ratio,JNR)≥-2 dB时可准确识别14种类型的干扰,识别性能明显优于基于时频图像或频域序列单一数据对象的基于卷积神经网络自动特征提取(Automatic Feature Extractionbased Convolutional Neural Network,AFE-CNN)算法;与传统的人工特征提取的深度神经网络(Manual Feature Extraction-based Deep Neural Network,MFE-DNN)相比,本文算法显著提升了在低JNR下分类准确率,增强了干扰特征的抗噪性能;对于复合干扰,本文算法同样可取得良好的分类效果,当JNR≥0 dB时可准确分类10种复合干扰。 展开更多
关键词 卷积神经网络 联合多域特征提取 干扰识别 时频图像 序列
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结合多模板的多域卷积神经网络视觉跟踪算法 被引量:1
12
作者 王鹏翔 郭敬滨 +1 位作者 谭文斌 李醒飞 《红外技术》 CSCD 北大核心 2018年第1期47-54,共8页
为了适应视觉跟踪过程中目标外观变化,提高视觉跟踪算法的鲁棒性,本文基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)并结合多域学习法与多模板管理,提出一种通过树形结构管理多模板的多域卷积神经网络(Multi-Domain CNNs with Mu... 为了适应视觉跟踪过程中目标外观变化,提高视觉跟踪算法的鲁棒性,本文基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)并结合多域学习法与多模板管理,提出一种通过树形结构管理多模板的多域卷积神经网络(Multi-Domain CNNs with Multiple Models in a tree structure)视觉跟踪算法。首先使用大量已标记目标位置的视频数据预训练多域结构的CNN,使CNN卷积层可从图像中提取出适用于跟踪任务的特征。然后在跟踪时中对CNN全连接层进行微调以适应跟踪目标,并使用树形结构管理存储不同时间段的目标模板得到模板树。使用模板树综合评价待检测帧,估计目标位置。最后按照一定规则将新模板添加进模板树,完成模板的更新。实验表明,该算法对跟踪过程中目标外观的变化有着良好的适应性,同时多模板可抑制CNN在跟踪时产生的模板漂移问题。 展开更多
关键词 视觉跟踪 深度学习 卷积神经网络 多域学习 多模板
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基于卷积神经网络的多层域自适应滚动轴承故障诊断 被引量:9
13
作者 杨春柳 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期122-129,共8页
针对基于卷积神经网络(CNN)的域自适应技术在提取可迁移特征的训练过程中,存在内部协变量移位的问题,提出一种多层域自适应滚动轴承故障诊断方法。首先,利用CNN提取原始振动数据的可迁移特征;其次,提出了多层域自适应和权重正则化项约束... 针对基于卷积神经网络(CNN)的域自适应技术在提取可迁移特征的训练过程中,存在内部协变量移位的问题,提出一种多层域自适应滚动轴承故障诊断方法。首先,利用CNN提取原始振动数据的可迁移特征;其次,提出了多层域自适应和权重正则化项约束CNN参数,进一步减少可迁移特征的分布差异,从而解决域移位问题;最后,利用凯斯西储大学的滚动轴承数据集进行实验验证。结果表明,该方法能够有效地减少源域和目标域之间的特征分布差异,提高CNN模型对目标域数据集的诊断性能,相对于最高层域自适应的故障诊断方法,所提方法能在两个数据集之间的迁移故障诊断中得到较高的分类识别结果。 展开更多
关键词 卷积神经网络 协变量移位 可迁移特征 多层自适应 权重正则化
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基于自注意力机制的多域卷积神经网络的视觉追踪 被引量:5
14
作者 李生武 张选德 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2020年第8期2219-2224,共6页
为了解决多域卷积神经网络(MDNet)在目标快速移动和外观剧烈变化时发生的模型漂移问题,提出了自注意力多域卷积神经网络(SAMDNet),通过引入自注意力机制从通道和空间两个维度来提升追踪网络的性能。首先,利用空间注意力模块将所有位置... 为了解决多域卷积神经网络(MDNet)在目标快速移动和外观剧烈变化时发生的模型漂移问题,提出了自注意力多域卷积神经网络(SAMDNet),通过引入自注意力机制从通道和空间两个维度来提升追踪网络的性能。首先,利用空间注意力模块将所有位置上的特征的加权总和选择性地聚合到特征图中的所有位置上,使得相似的特征彼此相关;然后,利用通道注意力模块整合所有特征图来选择性地强调互相关联的通道的重要性;最后,融合得到最终的特征图。此外,针对MDNet算法因训练数据中存在较多相似但属性不同的序列所造成的网络模型分类不准的问题,构造了复合损失函数。该复合损失函数由分类损失函数和实例判别损失函数组成,首先,用分类损失函数来统计分类的损失值;然后,利用实例判别损失函数来提高目标在当前视频序列中的权重,抑制其在其他序列中的权重;最后,融合两项损失作为模型的最终损失。在目前广泛采用的测试基准数据集OTB50和OTB2015上进行实验,结果表明所提出的算法在成功率指标上相比2015年视觉目标跟踪挑战(VOT2015)的冠军算法MDNet分别提高了1.6个百分点和1.4个百分点,在精确率和成功率指标上优于连续域卷积相关滤波(CCOT)算法,在OTB50上的精确率指标优于高效卷积操作(ECO)算法,验证了该算法的有效性。 展开更多
关键词 多域卷积神经网络 视觉追踪 自注意力机制 实例判别损失 深度学习
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基于空频联合卷积神经网络的GAN生成人脸检测 被引量:5
15
作者 王金伟 曾可慧 +2 位作者 张家伟 罗向阳 马宾 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2023年第6期216-224,共9页
生成式对抗网络(GAN)的快速发展使其在图像生成领域取得了前所未有的成功。StyleGAN等新型GAN的出现使得生成的图像更真实且具有欺骗性,对国家安全、社会稳定和个人隐私都构成了较大威胁。文中提出了一种基于空频联合的双流卷积神经网... 生成式对抗网络(GAN)的快速发展使其在图像生成领域取得了前所未有的成功。StyleGAN等新型GAN的出现使得生成的图像更真实且具有欺骗性,对国家安全、社会稳定和个人隐私都构成了较大威胁。文中提出了一种基于空频联合的双流卷积神经网络的检测模型。鉴于GAN图像在生成过程中因上采样操作在频谱上留下了清晰可辨的伪影,设计了可学习的频率域滤波核以及频率域网络来充分学习并提取频率域特征。为了减弱图像变换至频域过程中丢弃部分信息而带来的影响,同样设计了空间域网络来学习图像内容本身具有差异化的空间域特征,最终将两种特征融合来实现对GAN生成人脸图像的检测。在多个数据集上的实验结果表明,所提模型在高质量生成数据集上的检测精度及在跨数据集的泛化性上都优于现有算法,且对于JPEG压缩、随机剪裁、高斯模糊等图像变换具有更强的鲁棒性。不仅如此,所提方案在GAN生成的局部人脸数据集上也有不错表现,进一步证明了所提模型有着更好的通用性以及更加广泛的应用前景。 展开更多
关键词 数字图像取证 人脸伪造检测 卷积神经网络 生成式对抗网络 频率
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基于多域信息融合与深度分离卷积的轴承故障诊断网络模型 被引量:4
16
作者 王同 许昕 潘宏侠 《机电工程》 北大核心 2024年第1期22-32,共11页
针对传统卷积神经网络(CNN)对滚动轴承振动信号的故障识别准确率不高这一问题,提出了一种基于多域信息融合结合深度分离卷积(MDIDSC)的轴承故障诊断方法。首先,利用自适应噪声的完全集合经验模态分解(CEEMDAN)算法对轴承振动信号进行了... 针对传统卷积神经网络(CNN)对滚动轴承振动信号的故障识别准确率不高这一问题,提出了一种基于多域信息融合结合深度分离卷积(MDIDSC)的轴承故障诊断方法。首先,利用自适应噪声的完全集合经验模态分解(CEEMDAN)算法对轴承振动信号进行了分解;然后,利用分解出的本征模态函数(IMF)的各个分量构建了多空间状态矩阵,并将该多空间状态矩阵输入该深度分离卷积模型中,进行了卷积训练;同时,在该深度分离卷积模型中添加了残差结构,对数据特征进行了复利用,并对卷积核进行了深度分离,解决了深度模型的网络退化问题;最后,提出了一种空间特征提取方法,对模型参数进行了修剪,采用一种自适应学习率退火方法进行了梯度优化,以避免模型陷入局部最优。研究结果表明:通过对多个轴承故障数据集进行对比分析可知,MDIDSC在轴承故障诊断方面的准确率和稳定性明显优于其他方法,MDIDSC的最高测试准确率为100%,平均测试准确率为99.07%;同时,在测试集中的最大损失和平均损失分别为0.1345和0.0841;该结果表明MDIDSC在轴承故障诊断方面具有一定的优越性。 展开更多
关键词 深度分离卷积 信息融合 参数修剪 残差网络 卷积神经网络 自适应噪声的完全集合经验模态分解 本征模态函数 多域信息融合结合深度分离卷积
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旋转机械异源跨域故障的参数迁移网络诊断
17
作者 杨小青 王志俊 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第8期41-46,共6页
为了提高旋转机械在异源样本下的跨域故障诊断准确率,提出了基于参数迁移卷积神经网络的故障诊断方法。从空间映射的角度描述了旋转机械故障诊断问题,并采用数据增强技术解决了故障样本不足的问题。针对变工况导致的样本异源跨域问题,... 为了提高旋转机械在异源样本下的跨域故障诊断准确率,提出了基于参数迁移卷积神经网络的故障诊断方法。从空间映射的角度描述了旋转机械故障诊断问题,并采用数据增强技术解决了故障样本不足的问题。针对变工况导致的样本异源跨域问题,基于参数迁移的思想设计了迁移批归一化模块;针对深层网络训练时的梯度消失问题,基于残差结构的思想设计了残差模块;将批归一化模块和残差模块嵌入到卷积神经网络中,得到了参数迁移卷积神经网络,并制定了故障诊断流程。经实验验证,带残差结构的DCNN1网络诊断精度为98.67%,比无残差结构的DCNN2网络高9.34%,且DCNN1网络的训练速度更快。在异源样本条件下,DCNN-TL网络的诊断准确率为99.55%,比分布适配法高7.22%,比传统DCNN网络高12.55%。实验结果表明,参数迁移卷积神经网络在异源样本条件下具有更高诊断准确率。 展开更多
关键词 参数迁移 卷积神经网络 残差模块 异源样本 故障诊断
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基于角域重采样和特征强化的电机滚动轴承故障迁移诊断方法
18
作者 王攀攀 李兴宇 +1 位作者 张成 韩丽 《电工技术学报》 北大核心 2025年第12期3905-3916,共12页
为了降低模型对数据的依赖,实现电机滚动轴承故障从恒转速工况到变转速工况的单源域迁移诊断,提出一种基于角域重采样和特征强化的故障诊断方法。首先,对不同转速工况下的时域振动信号进行角域重采样,降低由转速变化引起的时频分布差异... 为了降低模型对数据的依赖,实现电机滚动轴承故障从恒转速工况到变转速工况的单源域迁移诊断,提出一种基于角域重采样和特征强化的故障诊断方法。首先,对不同转速工况下的时域振动信号进行角域重采样,降低由转速变化引起的时频分布差异;然后,以协方差损失作为样本特征间的相似性度量,并借助领域对抗网络的思想,扩大不同类别特征间的距离,达到特征强化的目的;最后,利用源域振动数据(恒转速)训练后的卷积神经网络对变转速工况下的故障进行辨识,实现滚动轴承故障的跨转速迁移诊断。实验结果表明,所提方法在完全不涉及目标域数据的情况下,仍能准确地进行故障分类,且其正确率高达97.29%,降低了模型对数据的依赖。 展开更多
关键词 电机轴承故障 迁移学习 卷积神经网络 重采样 特征强化
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基于域迁移的滚动轴承故障诊断研究
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作者 曹梦婷 谷玉海 +1 位作者 王红军 徐小力 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第4期269-273,共5页
目前基于深度学习的滚动轴承故障诊断方法已经在机械设备领域得到了广泛的学习,而进行深度学习训练需要海量数据样本,针对深度学习方法在这一方面的不足,这里提出一种基于域迁移学习的滚动轴承故障诊断方法,能够在小样本数据量的前提下... 目前基于深度学习的滚动轴承故障诊断方法已经在机械设备领域得到了广泛的学习,而进行深度学习训练需要海量数据样本,针对深度学习方法在这一方面的不足,这里提出一种基于域迁移学习的滚动轴承故障诊断方法,能够在小样本数据量的前提下依旧对滚动轴承进行故障诊断并取得良好的诊断结果。首先,根据一维卷积神经网络和长短期记忆网络构造一个域迁移深度学习网络,将获得的源域数据与目标域数据作为输入,其次,经过网络训练之后,对提取出的故障特征分类。实验结果证明,在小样本数据量的前提下,采用的方法和基于无迁移的深度学习故障诊断方法相比,故障特征的分类精度更高,提高了故障诊断的正确率。 展开更多
关键词 故障诊断 迁移 一维卷积神经网络 长短期记忆网络
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基于质量感知域适应的水下图像增强质量评价 被引量:1
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作者 田芷欣 姜求平 《信号处理》 北大核心 2025年第2期290-301,共12页
随着水下研究领域对高质量水下图像需求的不断增长,水下图像增强(underwater image enhancement,UIE)算法已经得到了广泛应用。为了评估这些水下增强图像的质量,研究者提出了一些水下图像增强质量评估(underwater image enhancement qua... 随着水下研究领域对高质量水下图像需求的不断增长,水下图像增强(underwater image enhancement,UIE)算法已经得到了广泛应用。为了评估这些水下增强图像的质量,研究者提出了一些水下图像增强质量评估(underwater image enhancement quality assessment,UIEQA)算法。然而,在已知水下场景上训练的UIEQA算法往往难以在未知水下场景中有效推广应用。此外,现有的UIEQA算法通常依赖于大量标注数据,而这些数据的获取通常非常困难且耗费资源。为了解决以上两个问题,本文提出了基于质量感知域适应的水下图像增强质量评价(quality-aware domain adaptation-based underwater image enhancement quality assessment,QaDA-UIEQA)算法。具体来说,该方法包括一个质量评价模块和一个质量感知域适应模块。首先,利用质量评价模块对源域数据进行有监督的质量评价训练,确保主任务的准确性。其次,质量感知域适应模块以文本信息为引导,利用跨注意力(cross attention,CA)模块从视觉特征信息中提取与质量特性相关的重要信息。随后,利用域适应技术缩小源域和目标域在质量特性上的差距,从而使得在已知水下场景上训练的模型能够有效泛化到未知的水下场景中。在SAUD+数据集上的实验结果表明,本文提出的方法相比于其他13种现有方法在四个关键性能指标上均取得了最优结果。其中,斯皮尔曼等级相关系数(spearman rank correlation coefficient,SRCC)相较于次优模型提升了8.5%。此外,消融研究证明我们提出的多模态方法对模型性能的提升具有显著作用。本文方法不仅在UIEQA上展现出卓越的性能,且在预测精度和组最大微分竞争的泛化能力上超越了其他对比方法。因此,QaDA-UIEQA具有更强的泛化性和鲁棒性,能在复杂的实际应用场景中保持高效稳定的表现。 展开更多
关键词 水下图像增强 质量评价 适应 多模态 卷积神经网络
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