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基于反向蒸馏的衍射光变图像异常检测算法
1
作者
周荣成
廖世鹏
+1 位作者
张绍兵
龚庆凯
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2024年第S2期223-228,共6页
为防止伪造,钞票、证卡和产品包装等各类高安全或高附加值印刷品中广泛采用衍射光变图像的光学防伪元件。这种光学防伪元件具有光变特性,即在白光照明条件下该原件产生的具有立体效果、动态变化的图像会对异常检测产生严重干扰,使人们...
为防止伪造,钞票、证卡和产品包装等各类高安全或高附加值印刷品中广泛采用衍射光变图像的光学防伪元件。这种光学防伪元件具有光变特性,即在白光照明条件下该原件产生的具有立体效果、动态变化的图像会对异常检测产生严重干扰,使人们无法及时发现工业生产过程中的异常情况。针对现有无监督异常检测算法无法适应衍射光变图像的光变特性的问题,提出一种基于反向蒸馏(RD)的衍射光变图像异常检测算法。所提算法对正常样本添加噪声以生成伪异常样本,并模拟工业现场可能出现的异常现象,随后将正常样本与伪异常样本作为图像对输入网络,并基于孪生网络架构提出对比重建模块(CRM)。该模块通过特征重建层对编码器提取的正常样本及伪异常样本的特征进行对比学习以及重建,既避免了异常信息流入解码器中导致蒸馏失败,又使重建后的特征符合样本的正常分布。然后,将复原后的特征输入特征融合层以及特征压缩层进行特征融合和维度压缩,并使用解码器对压缩后的特征逐层解码。最后,对解码后的特征与编码器提取的特征基于协同差异优化算法进行蒸馏,识别并定位样本中的异常信息。实验结果表明,所提算法在某防伪标数据集上较现有的先进异常检测算法提升了对于衍射光变图像的光变特性的适应能力,并保持了对于样本异常区域的检测精度,在图像层面接收者特性曲线下的面积(Image-AUROC)、像素层面接收者特性曲线下的面积(Pixel-AUROC)以及连通域重叠(PRO)指标上分别达到了100%、95.02%和92.98%,满足工业现场对衍射光变图像异常检测的要求。
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关键词
对比学习
特征重建
异常模拟
反向蒸馏
衍射光变图像
异常
检测
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职称材料
空间波数混合域磁异常场积分解三维数值模拟
被引量:
3
2
作者
李昆
戴世坤
+4 位作者
陈轻蕊
张钱江
赵东东
王顺国
凌嘉宣
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第11期4437-4450,共14页
本文提出一种空间波数混合域磁异常场三维数值模拟方法.该方法利用磁位三维空间域积分为卷积的特点,沿水平方向进行二维傅里叶变换,把空间域磁位满足的三维积分问题转化为不同波数之间相互独立的垂向一维积分问题.保留垂向为空间域,优...
本文提出一种空间波数混合域磁异常场三维数值模拟方法.该方法利用磁位三维空间域积分为卷积的特点,沿水平方向进行二维傅里叶变换,把空间域磁位满足的三维积分问题转化为不同波数之间相互独立的垂向一维积分问题.保留垂向为空间域,优势之一在于便于浅层单元剖分可适当加密,随着深度增加,单元剖分适当稀疏,可以准确模拟任意复杂地形和磁性体的磁异常,兼顾了计算精度与计算效率;优势之二在于一维积分垂向可离散为多个单元积分之和,每个单元采用二次形函数表征磁化强度,可得出单元积分的解析表达式,计算精度高、效率高.该方法充分利用一维形函数积分的高效和高精度、快速傅里叶变换的高效性及算法高度并行性,实现了磁异常场高效、高精度的数值模拟.设计棱柱体模型,将模型解析解与空间波数混合域法的数值解对比,结果表明该方法计算精度高、效率高.设计了组合棱柱体复杂模型,对比分析了标准FFT扩边法与Gauss-FFT法的计算精度与计算效率,总结了标准FFT的扩边系数选取策略.针对任意复杂地形条件下的磁异常模拟问题,本文提出一种适用于起伏地形条件下的磁异常场快速计算方法,并对其有效性进行了验证.
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关键词
磁
异常
场三维数值
模拟
空间波数混合域
傅里叶变换
形函数法
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职称材料
基于影响因子分解法的大坝监测数据异常检测算法
被引量:
7
3
作者
李松轩
丁勇
李登华
《人民长江》
北大核心
2023年第4期234-240,共7页
如何快速检测出大坝安全监测系统内的异常数据(例如粗差和告警值)对于大坝安全运行具有极其重要的意义,但传统方法容易漏检较小数值异常而对后续建模产生不利影响。提出了一种基于影响因子分解的异常值检测方法,通过快速小波变换及离散...
如何快速检测出大坝安全监测系统内的异常数据(例如粗差和告警值)对于大坝安全运行具有极其重要的意义,但传统方法容易漏检较小数值异常而对后续建模产生不利影响。提出了一种基于影响因子分解的异常值检测方法,通过快速小波变换及离散傅里叶变换提取监测序列中的显著趋势与周期,剥离环境因子的影响,构建余项序列,并结合小概率事件思想准确判定余项序列中保留的异常值,从而精确检测出监测序列中较小数值异常。实例验证结果表明:此方法具有较好的实用性与稳定性,各类监测序列中异常检测准确率均达98%以上,查准率与查全率均值分别为93%与92%,与传统检测方法相比,检测精确程度及泛化能力明显提升。
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关键词
大坝安全监测
异常
数据
模拟
异常
数据检测
影响因子分解法
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职称材料
水平层状大地中任意方向偶极源激发的电磁场
被引量:
4
4
作者
胡开颜
胡文宝
黄清华
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期3290-3301,共12页
目前已存在多种物理模型用于解释地震前兆电磁异常,不同机制下产生电磁波场的源可等效为不同类型偶极源(磁型/电型)的组合.针对不同偶极源激发的电磁响应特征的研究对地震孕育过程中观测的电磁信号的提取与解释具有重要意义.基于此,本...
目前已存在多种物理模型用于解释地震前兆电磁异常,不同机制下产生电磁波场的源可等效为不同类型偶极源(磁型/电型)的组合.针对不同偶极源激发的电磁响应特征的研究对地震孕育过程中观测的电磁信号的提取与解释具有重要意义.基于此,本文推导了一套正演算法,可用于研究任意方向(方位角和倾角)、大小和位置的一个或多个偶极源在地壳或岩石圈-大气圈-电离层(Lithosphere-Atmosphere-Ionosphere,LAI)模型中产生的电磁波场的传播特征.基于多源组合,该算法可进一步拓展到线电流源和面电流源的电磁响应的计算.本文给出了水平、垂直和倾斜电偶极源响应计算的实例,并针对不同类型的偶极源激发下的地中、地面以及空间电磁场响应特征进行了初步分析.模拟结果显示,相比于单纯水平或垂直的电偶极源,地中倾斜电偶极源激发的电磁响应在地表的各场量辐射花样虽然仍可反映偶极子的方位角和空间位置,但不再具有对称性,其模式更复杂.本文提出的正演算法可用于地中低频电磁辐射源的正演模拟和反演定位.
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关键词
水平层状地层
任意方向偶极源
电磁响应
递推算法
地震电磁
异常模拟
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职称材料
地下变电站辅机DTS系统故障仿真
被引量:
1
5
作者
尚瑨
胡炎
+2 位作者
邰能灵
袁成
崔鹏程
《水电能源科学》
北大核心
2011年第10期189-192,112,共5页
针对地下变电站辅机系统测点多、故障情况复杂、对监控告警要求较高的特点,以上海500kV静安地下变电站为例,提出一种将状态量故障与模拟量异常分开、扩展性强的辅机DTS系统故障的仿真建模方法,并论述了整个仿真流程及各模块功能。应用...
针对地下变电站辅机系统测点多、故障情况复杂、对监控告警要求较高的特点,以上海500kV静安地下变电站为例,提出一种将状态量故障与模拟量异常分开、扩展性强的辅机DTS系统故障的仿真建模方法,并论述了整个仿真流程及各模块功能。应用结果表明,DTS是面对突发事故时提高判断和处理能力的重要手段,是确保电力系统安全稳定运行的有效措施。
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关键词
地下变电站
辅机DTS系统
故障告警
状态故障
模拟
量
异常
仿真
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职称材料
核电厂仪控系统电缆组件质量鉴定
6
作者
金珊
王新宇
韩冬傲
《核电子学与探测技术》
CAS
北大核心
2022年第4期734-738,共5页
综述了核电厂仪控系统电缆组件质量鉴定要求和方法,重点讨论电缆组件型式试验项目、异常工况模拟和设计基准事故模拟试验等方面的问题。
关键词
仪控电缆组件
型式试验
异常
工况
模拟
设计基准事故
模拟
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职称材料
题名
基于反向蒸馏的衍射光变图像异常检测算法
1
作者
周荣成
廖世鹏
张绍兵
龚庆凯
机构
中国科学院成都计算机应用研究所
中国科学院大学计算机科学与技术学院
深圳市中钞科信金融科技有限公司
出处
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2024年第S2期223-228,共6页
文摘
为防止伪造,钞票、证卡和产品包装等各类高安全或高附加值印刷品中广泛采用衍射光变图像的光学防伪元件。这种光学防伪元件具有光变特性,即在白光照明条件下该原件产生的具有立体效果、动态变化的图像会对异常检测产生严重干扰,使人们无法及时发现工业生产过程中的异常情况。针对现有无监督异常检测算法无法适应衍射光变图像的光变特性的问题,提出一种基于反向蒸馏(RD)的衍射光变图像异常检测算法。所提算法对正常样本添加噪声以生成伪异常样本,并模拟工业现场可能出现的异常现象,随后将正常样本与伪异常样本作为图像对输入网络,并基于孪生网络架构提出对比重建模块(CRM)。该模块通过特征重建层对编码器提取的正常样本及伪异常样本的特征进行对比学习以及重建,既避免了异常信息流入解码器中导致蒸馏失败,又使重建后的特征符合样本的正常分布。然后,将复原后的特征输入特征融合层以及特征压缩层进行特征融合和维度压缩,并使用解码器对压缩后的特征逐层解码。最后,对解码后的特征与编码器提取的特征基于协同差异优化算法进行蒸馏,识别并定位样本中的异常信息。实验结果表明,所提算法在某防伪标数据集上较现有的先进异常检测算法提升了对于衍射光变图像的光变特性的适应能力,并保持了对于样本异常区域的检测精度,在图像层面接收者特性曲线下的面积(Image-AUROC)、像素层面接收者特性曲线下的面积(Pixel-AUROC)以及连通域重叠(PRO)指标上分别达到了100%、95.02%和92.98%,满足工业现场对衍射光变图像异常检测的要求。
关键词
对比学习
特征重建
异常模拟
反向蒸馏
衍射光变图像
异常
检测
Keywords
contrastive learning
feature reconstruction
anomaly simulation
Reverse Distillation(RD)
diffractive optically variable image
anomaly detection
分类号
TP391.4 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
空间波数混合域磁异常场积分解三维数值模拟
被引量:
3
2
作者
李昆
戴世坤
陈轻蕊
张钱江
赵东东
王顺国
凌嘉宣
机构
有色资源与地质灾害探查湖南省重点实验室
中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室
中南大学地球科学与信息物理学院
加州大学圣地亚哥分校Scripps海洋研究所
桂林理工大学地球科学学院
出处
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第11期4437-4450,共14页
基金
国家重点研发计划(2017YFC0601305,2018YFC0603602)
国家自然科学基金项目(41574127)
+3 种基金
中南大学研究生自主探索创新项目(2017zzts176)
湖南省自然科学基金(2018JJ3642)
广西自然科学基金(2018GXNSFAA050070)
桂林理工大学科研启动基金资助项目(GUTQDJJ2018034)联合资助.
文摘
本文提出一种空间波数混合域磁异常场三维数值模拟方法.该方法利用磁位三维空间域积分为卷积的特点,沿水平方向进行二维傅里叶变换,把空间域磁位满足的三维积分问题转化为不同波数之间相互独立的垂向一维积分问题.保留垂向为空间域,优势之一在于便于浅层单元剖分可适当加密,随着深度增加,单元剖分适当稀疏,可以准确模拟任意复杂地形和磁性体的磁异常,兼顾了计算精度与计算效率;优势之二在于一维积分垂向可离散为多个单元积分之和,每个单元采用二次形函数表征磁化强度,可得出单元积分的解析表达式,计算精度高、效率高.该方法充分利用一维形函数积分的高效和高精度、快速傅里叶变换的高效性及算法高度并行性,实现了磁异常场高效、高精度的数值模拟.设计棱柱体模型,将模型解析解与空间波数混合域法的数值解对比,结果表明该方法计算精度高、效率高.设计了组合棱柱体复杂模型,对比分析了标准FFT扩边法与Gauss-FFT法的计算精度与计算效率,总结了标准FFT的扩边系数选取策略.针对任意复杂地形条件下的磁异常模拟问题,本文提出一种适用于起伏地形条件下的磁异常场快速计算方法,并对其有效性进行了验证.
关键词
磁
异常
场三维数值
模拟
空间波数混合域
傅里叶变换
形函数法
Keywords
Magnetic anomaly3D modeling
Mixed space-wavenumber domain
Fourier transform
Shape function method
分类号
P631 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
基于影响因子分解法的大坝监测数据异常检测算法
被引量:
7
3
作者
李松轩
丁勇
李登华
机构
南京理工大学理学院
南京水利科学研究院
水利部水库大坝安全重点实验室
出处
《人民长江》
北大核心
2023年第4期234-240,共7页
基金
国家自然科学基金项目(51979174)
国家自然科学基金联合基金项目(U2040221)
浙江省水利厅科技计划项目(RB2035)。
文摘
如何快速检测出大坝安全监测系统内的异常数据(例如粗差和告警值)对于大坝安全运行具有极其重要的意义,但传统方法容易漏检较小数值异常而对后续建模产生不利影响。提出了一种基于影响因子分解的异常值检测方法,通过快速小波变换及离散傅里叶变换提取监测序列中的显著趋势与周期,剥离环境因子的影响,构建余项序列,并结合小概率事件思想准确判定余项序列中保留的异常值,从而精确检测出监测序列中较小数值异常。实例验证结果表明:此方法具有较好的实用性与稳定性,各类监测序列中异常检测准确率均达98%以上,查准率与查全率均值分别为93%与92%,与传统检测方法相比,检测精确程度及泛化能力明显提升。
关键词
大坝安全监测
异常
数据
模拟
异常
数据检测
影响因子分解法
Keywords
dam safety monitoring
abnormal data simulation
abnormal data detection
influcing factor decomposition method
分类号
TV698.2 [水利工程—水利水电工程]
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职称材料
题名
水平层状大地中任意方向偶极源激发的电磁场
被引量:
4
4
作者
胡开颜
胡文宝
黄清华
机构
北京大学地球与空间科学学院
长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室
南方科技大学地球与空间科学系
出处
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期3290-3301,共12页
基金
国家自然科学基金项目(41574064,42104069)
中国博士后科学基金(2021M690202)联合资助。
文摘
目前已存在多种物理模型用于解释地震前兆电磁异常,不同机制下产生电磁波场的源可等效为不同类型偶极源(磁型/电型)的组合.针对不同偶极源激发的电磁响应特征的研究对地震孕育过程中观测的电磁信号的提取与解释具有重要意义.基于此,本文推导了一套正演算法,可用于研究任意方向(方位角和倾角)、大小和位置的一个或多个偶极源在地壳或岩石圈-大气圈-电离层(Lithosphere-Atmosphere-Ionosphere,LAI)模型中产生的电磁波场的传播特征.基于多源组合,该算法可进一步拓展到线电流源和面电流源的电磁响应的计算.本文给出了水平、垂直和倾斜电偶极源响应计算的实例,并针对不同类型的偶极源激发下的地中、地面以及空间电磁场响应特征进行了初步分析.模拟结果显示,相比于单纯水平或垂直的电偶极源,地中倾斜电偶极源激发的电磁响应在地表的各场量辐射花样虽然仍可反映偶极子的方位角和空间位置,但不再具有对称性,其模式更复杂.本文提出的正演算法可用于地中低频电磁辐射源的正演模拟和反演定位.
关键词
水平层状地层
任意方向偶极源
电磁响应
递推算法
地震电磁
异常模拟
Keywords
Horizontally layered earth
Arbitrarily orientated dipole
Electromagnetic responses
Recursive algorithm
Modeling of seismoelectric anomalies
分类号
P319 [天文地球—固体地球物理学]
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职称材料
题名
地下变电站辅机DTS系统故障仿真
被引量:
1
5
作者
尚瑨
胡炎
邰能灵
袁成
崔鹏程
机构
上海交通大学电子信息与电气工程学院
上海市电力公司超高压输变电公司
出处
《水电能源科学》
北大核心
2011年第10期189-192,112,共5页
基金
国家电网上海市电力公司科技基金资助项目
文摘
针对地下变电站辅机系统测点多、故障情况复杂、对监控告警要求较高的特点,以上海500kV静安地下变电站为例,提出一种将状态量故障与模拟量异常分开、扩展性强的辅机DTS系统故障的仿真建模方法,并论述了整个仿真流程及各模块功能。应用结果表明,DTS是面对突发事故时提高判断和处理能力的重要手段,是确保电力系统安全稳定运行的有效措施。
关键词
地下变电站
辅机DTS系统
故障告警
状态故障
模拟
量
异常
仿真
Keywords
underground substations
DTS of auxiliary system
failure alarm
state failure
abnormal analogue
simulation
分类号
TM743 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
核电厂仪控系统电缆组件质量鉴定
6
作者
金珊
王新宇
韩冬傲
机构
中国核电工程有限公司
生态环境部核与辐射安全中心
出处
《核电子学与探测技术》
CAS
北大核心
2022年第4期734-738,共5页
文摘
综述了核电厂仪控系统电缆组件质量鉴定要求和方法,重点讨论电缆组件型式试验项目、异常工况模拟和设计基准事故模拟试验等方面的问题。
关键词
仪控电缆组件
型式试验
异常
工况
模拟
设计基准事故
模拟
Keywords
Instrumentation Cable Assembly
Type Testing
Abnormal Events Simulation
DBA Simulation
分类号
TM246.9 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于反向蒸馏的衍射光变图像异常检测算法
周荣成
廖世鹏
张绍兵
龚庆凯
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
2
空间波数混合域磁异常场积分解三维数值模拟
李昆
戴世坤
陈轻蕊
张钱江
赵东东
王顺国
凌嘉宣
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于影响因子分解法的大坝监测数据异常检测算法
李松轩
丁勇
李登华
《人民长江》
北大核心
2023
7
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职称材料
4
水平层状大地中任意方向偶极源激发的电磁场
胡开颜
胡文宝
黄清华
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
4
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职称材料
5
地下变电站辅机DTS系统故障仿真
尚瑨
胡炎
邰能灵
袁成
崔鹏程
《水电能源科学》
北大核心
2011
1
在线阅读
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职称材料
6
核电厂仪控系统电缆组件质量鉴定
金珊
王新宇
韩冬傲
《核电子学与探测技术》
CAS
北大核心
2022
0
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职称材料
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