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基于非凸惩罚融合套索模型的电机轴承复合故障诊断 被引量:1
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作者 王凡 马军 +1 位作者 熊新 李祥 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期30-38,共9页
针对非凸全变分去噪(non-convex total variation denoising,NCTVD)在提取电机轴承复合微弱故障时存在稀疏性能欠佳和无法准确识别故障的问题,该研究提出一种基于非凸惩罚融合套索模型(non-convex fused lasso model,NCFLM)的复合故障... 针对非凸全变分去噪(non-convex total variation denoising,NCTVD)在提取电机轴承复合微弱故障时存在稀疏性能欠佳和无法准确识别故障的问题,该研究提出一种基于非凸惩罚融合套索模型(non-convex fused lasso model,NCFLM)的复合故障诊断方法。基于反正切惩罚因子的NCTVD模型引入广义极小极大凹函数(generalized minimax concave,GMC),将其拓展成融合套索模型的形式并得到NCFLM,利用前向后向算法(forward-backward algorithm,FBA)对该模型进行求解,再引入遍历方法寻找相关峭度最大时正则化参数的最优取值并将求解结果与其他非凸惩罚模型进行对比。最后,利用采集到的电机轴承复合故障信号进行NCFLM处理,提取复合故障特征,试验结果表明,NCFLM的原子压缩数目、收敛速度、重构准确度、稀疏度、L0范数逼近程度分别比原始arctan-NCTVD模型提高了9.2%、6.6%、10%、46.2%和15%,可实现电机轴承复合故障的准确诊断。 展开更多
关键词 故障诊断 电机 轴承 全变分去噪 非凸惩罚 融合套索模型
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基于加权块稀疏联合非凸低秩约束的高光谱图像去条带方法 被引量:4
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作者 袁宇丽 吕俊瑞 罗学刚 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期283-291,共9页
针对高光谱图像(hyperspectral images,HSI)去条带易引起影像结构细节丢失问题,提出一种基于加权块稀疏(weighted block sparsity,WBS)正则化联合最小最大非凸惩罚(minimax concave penalty,MCP)约束的HSI去条带方法。本算法采用加权ℓ_(... 针对高光谱图像(hyperspectral images,HSI)去条带易引起影像结构细节丢失问题,提出一种基于加权块稀疏(weighted block sparsity,WBS)正则化联合最小最大非凸惩罚(minimax concave penalty,MCP)约束的HSI去条带方法。本算法采用加权ℓ_(2),1范数和MCP范数对条带稀疏结构和低秩约束,ℓ_(1)范数对干净图像结构保持正则化约束,构建加权块稀疏和MCP约束的条带去除模型,采用交替方向乘子(alternating direction method of multipliers,ADMM)算法迭代求解对应模型,重建获得干净的HSI图像。实验结果表明,提出方法在实际HSI的平均等效视数从28.45提高到83.47,边缘保持指数较其他算法至少增加0.056,特别是对于非周期条带噪声,采用自适应权值更新稀疏水平,增强了组稀疏性,在保持影像边缘和加强区域平滑性方面性能更佳,去噪声效果更好。 展开更多
关键词 加权块稀疏 最小最大非凸惩罚 高光谱图像条带噪声
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基于改进Forword-Backword Spliting算法的ECT图像重建算法
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作者 马敏 刘萌 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期639-644,共6页
针对电容层析成像技术图像重建问题的不适定性和实时性要求,提出了一种基于改进前后向分裂(Forword-Backword Spliting, FBS)算法的ECT图像重建算法。首先,建立基于FBS算法的ECT逆问题求解模型,提升ECT图像重建的速度;其次将GMC惩罚项代... 针对电容层析成像技术图像重建问题的不适定性和实时性要求,提出了一种基于改进前后向分裂(Forword-Backword Spliting, FBS)算法的ECT图像重建算法。首先,建立基于FBS算法的ECT逆问题求解模型,提升ECT图像重建的速度;其次将GMC惩罚项代替L1范数应用于ECT图像重建中,提高重建解的稀疏度以获得更准确的特征信号;最后建立基于GMC惩罚项的FBS图像重建模型并求解。采用COMSOL5.3和MATLAB2014软件搭建联合仿真平台,仿真结果显示,改进的算法最高将核心流模型成像相关系数提升至0.934 5,成像时间最快达到0.094 5 s,相较于Tikhonov正则化算法和Landweber算法,在成像速度和质量两方面均有明显提高。并通过实际实验验证了改进算法具有更好的可靠性和实时性。 展开更多
关键词 电容层析成像 图像重建 改进FBS算法 非凸惩罚函数
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深孔台阶爆破近区振动信号预处理与时频特征分析
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作者 张文涛 汪海波 +4 位作者 高朋飞 王梦想 杨帆 吕闹 宗琦 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第24期178-189,共12页
深孔台阶爆破近区振动信号中常含有趋势项和高频噪声导致信号畸变失真,严重影响时频特征分析。针对此问题,构建了改进的自适应噪声完备集合经验模态分解(improved complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,... 深孔台阶爆破近区振动信号中常含有趋势项和高频噪声导致信号畸变失真,严重影响时频特征分析。针对此问题,构建了改进的自适应噪声完备集合经验模态分解(improved complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise, ICEEMDAN)算法结合基于广义最小最大非凸(generalized minimax concave, GMC)惩罚项的稀疏降噪法与稀疏化基线估计消噪(baseline estimation and de-noising with sparsity, BEADS)算法的联合预处理方法。通过仿真信号验证该方法的可行性。将其应用于实际深孔台阶爆破近区振动信号的处理,并提取重构信号的时频特征,结果表明:在仿真信号试验中,该文构建的预处理方法能在有效保留信号真实成分的前提下消除高频噪声和低频趋势项的影响,相较于其他5种方法重构信号信噪比更高、均方根误差更小。在实测信号分析中,预处理后信号波形恢复正常,高频噪声成分被抑制,低频段频谱更清晰。时频特征分析发现,深孔台阶爆破近区振动信号主频较低,能量主要集中在25~150 Hz范围内,极低频和高频能量占比较少。根据时频特征分析结果结合爆破安全规程对爆破参数设计给出了建议。研究结果对爆破振动信号精确分析及制定爆破振动控制措施具有重要意义。 展开更多
关键词 爆破近区振动信号 预处理 时频分析 改进的自适应噪声完备集合经验模态分解(ICEEMDAN) 基于广义最小最大(GMC)惩罚项的稀疏降噪法 稀疏化基线估计消噪(BEADS)
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异方差下正则化Expectile回归的变量选择 被引量:1
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作者 李顺勇 卫夏利 张晓琴 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2020年第4期125-132,共8页
为了解决异方差存在时最小二乘回归不适用的问题,基于最小化非对称L2范数的Expectile回归,通过引入一种非凸惩罚(minimax concave penalty,MCP),提出带有MCP惩罚项的正则化Expectile回归模型,可以同时实现模型的变量选择和异方差检测,... 为了解决异方差存在时最小二乘回归不适用的问题,基于最小化非对称L2范数的Expectile回归,通过引入一种非凸惩罚(minimax concave penalty,MCP),提出带有MCP惩罚项的正则化Expectile回归模型,可以同时实现模型的变量选择和异方差检测,挖掘自变量与因变量之间更完整关系。传统方法假设随机误差项独立同分布且具有有限阶矩,本文方法将该假设弱化为误差项独立但不同分布,具有有限阶矩。证明了在一定条件下,带有MCP惩罚项的Expectile回归得到的估计量具有Oracle性质。数值模拟结果表明,该方法在变量选择上具有优良的表现,且通过不同Expectile权重值时的自变量集合变化,能有效检测出异方差。 展开更多
关键词 Expectile回归 独立但不同分布 异方差 非凸惩罚 变量选择 Oracle性质
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基于Moreau包络与迭代重加权策略的图像深度恢复
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作者 路晶 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第33期14227-14237,共11页
为了解决现有的深度恢复方法存在的局限性,基于Moreau包络与迭代重加权策略的图像深度恢复方法。基于Moreau包络的非凸惩罚函数提高了模型的先验稀疏性,同时保持了模型的凸性,并对算法的收敛性进行了分析。然后引入了一种迭代重加权算... 为了解决现有的深度恢复方法存在的局限性,基于Moreau包络与迭代重加权策略的图像深度恢复方法。基于Moreau包络的非凸惩罚函数提高了模型的先验稀疏性,同时保持了模型的凸性,并对算法的收敛性进行了分析。然后引入了一种迭代重加权算法处理颜色不一致问题。此外,还提出了一种加速算法将深度观测矩阵转换到傅里叶域进行快速处理时的非均匀下采样问题。数据集实验结果表明,该方法能够处理各种类型的深度退化,在恢复精度和运行时间方面都取得了良好的效果。 展开更多
关键词 深度恢复 迭代重加权 稀疏性 非凸惩罚函数
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加强的低秩表示图像去噪算法 被引量:5
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作者 刘成士 赵志刚 +3 位作者 李强 吕慧显 董晓晨 李金霞 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2020年第2期216-225,共10页
由于低秩表示(Low-Rank Representation,LRR)模型中核范数对非零奇异值的估计不足,所以利用参数化的非凸惩罚函数来估计非零奇异值,同时结合全变差(Total Variation,TV)范数保持图像边缘信息和加强区域平滑性的能力,通过对LRR模型中的... 由于低秩表示(Low-Rank Representation,LRR)模型中核范数对非零奇异值的估计不足,所以利用参数化的非凸惩罚函数来估计非零奇异值,同时结合全变差(Total Variation,TV)范数保持图像边缘信息和加强区域平滑性的能力,通过对LRR模型中的系数矩阵施加TV范数约束,提出了一个新的图像去噪算法,并且采取交替最小化方法求解对应模型。利用图像的内在非局部自相似性先验,所提算法能够在有效发现和移除噪声的同时,增强恢复图像的结构和区域平滑性,提高图像的恢复质量。实验结果表明,与其他去噪算法相比,无论是客观评价还是视觉效果,所提算法都实现了具有竞争力的去噪表现,特别是在噪声强度较大时。 展开更多
关键词 图像去噪 低秩表示(LRR) TV范数 非凸惩罚函数 局部自相似性
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