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便携式拉曼光谱仪结合CGAN-Multi-CNN模型的矿物精确识别方法研究
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作者 向艳芳 石红 +1 位作者 张家臣 蔡耀仪 《分析测试学报》 北大核心 2025年第6期1075-1085,共11页
野外环境下天然未知矿物的快速识别受限于不同光谱设备分辨率差异、样本量不足导致的模型泛化能力弱以及高维复杂光谱特征的提取能力有限这三个难题。为了解决上述难题,该文设计并实现了一种多尺度卷积神经网络结合光谱样本生成的拉曼... 野外环境下天然未知矿物的快速识别受限于不同光谱设备分辨率差异、样本量不足导致的模型泛化能力弱以及高维复杂光谱特征的提取能力有限这三个难题。为了解决上述难题,该文设计并实现了一种多尺度卷积神经网络结合光谱样本生成的拉曼光谱分类模型,并联立便携式拉曼光谱仪实现了野外未知矿物的快速识别。首先,三次样条曲线拟合算法被用于实现不同设备所采集光谱的维数匹配,从而消除不同光谱设备之间采样分辨率的差异。其次,全球矿物光谱库包含1648类矿物的5668个光谱样本被送入生成对抗网络进行训练并产生15000个扩增样本,从而缓解了数据稀缺性对模型分类性能的制约。此外,一种新的多尺度深度卷积网络被用于同步提取拉曼光谱的宽峰与窄峰特征,从而增强复杂光谱的表征能力。实验中将所提出的模型与k-近邻(k-NN)、支持向量机(SVM)和随机森林(RF)等几类经典机器学习模型对未知矿物的识别性能进行对比。结果表明,所提出的多尺度卷积神经网络结合光谱样本生成的分类模型对未知矿物拉曼光谱的判别准确率远超其他传统机器学习模型,其top-1和top-3的准确率值分别为93.26%和98.94%。使用所提出的模型结合便携式拉曼光谱系统对50类未知天然矿石样本进行了识别,其准确率达到100%,单个样本的识别时间仅为1~2 min,体现了该方法快速、精确和无需取样制样的优势。 展开更多
关键词 拉曼光谱 矿物识别 重采样方法 多尺度卷积网络 条件生成对抗网络(cgan)样本生成
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孪生CGAN-BiLSTM主轴系统小样本异常状态辨识网络
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作者 孙惠娟 邓聪颖 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第10期228-236,共9页
为了及时捕捉生产过程中频繁使用的机床主轴的异常状态,以保证加工元件精度与人员安全,提出了孪生约束生成对抗网络-双向长短期记忆(constraint generation adversarial network-bidirectional long short-term memory,CGAN-BiLSTM)主... 为了及时捕捉生产过程中频繁使用的机床主轴的异常状态,以保证加工元件精度与人员安全,提出了孪生约束生成对抗网络-双向长短期记忆(constraint generation adversarial network-bidirectional long short-term memory,CGAN-BiLSTM)主轴系统小样本异常状态辨识网络。首先采用BiLSTM注意力机制下的特征提取网络,及时获取振动信号伴随时间变化的自适应特征,确保有效获取主轴振动信号的典型特征;其次,将隐层特征输入到非线性特征映射网络完成特征学习,保障特征细节的有效传送;最后,在孪生网络架构中衡量隐藏层特征间的距离,完成机床主轴振动信号的分类。以机床XK7132主轴系统状态为研究对象,获取振动信号小样本集,并采用CGAN方法扩展样本。将本文所提方法和多变换域融合及改进的残差密集网络(multiple transformation domain fusion and improved residual dense networks,MTDFIR-Desnet)和多尺寸宽核卷积神经网络(multi-size wide kernel convolutional neural network,MWKNet)进行对比实验。结果表明所提方法完成主轴系统状态辨识的准确率可达94.7%,相对于其他两种方法具有更高的辨识准确率,可获得更集中的样本聚集状态和较优的鲁棒性。 展开更多
关键词 孪生 主轴系统 小样本 注意力机制 cgan
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城轨车-地场景下基于CGAN-LSTM网络的OTFS-ISAC系统信道估计
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作者 杨骞 苏宏升 +1 位作者 陶旺林 刘大为 《通信学报》 北大核心 2025年第2期59-71,共13页
为解决商用B5G/6G城轨车-地场景下通信感知一体化(ISAC)信号传输信道估计问题,提出了一种基于深度学习的信道估计方法。建立基于正交时频空(OTFS)调制的ISAC信号传输系统模型,引入OTFS导频辅助,设计条件生成对抗网络和长短期记忆网络结... 为解决商用B5G/6G城轨车-地场景下通信感知一体化(ISAC)信号传输信道估计问题,提出了一种基于深度学习的信道估计方法。建立基于正交时频空(OTFS)调制的ISAC信号传输系统模型,引入OTFS导频辅助,设计条件生成对抗网络和长短期记忆网络结合的CGAN-LSTM,将混沌博弈优化算法与经典Adam优化器结合,对网络参数进行优化,利用优化网络完成信道估计。仿真结果表明,所提方法在归一化均方误差和误码率方面,优于传统的信道估计方法,为ISAC信号检测和恢复提供必要数据基础。 展开更多
关键词 通信感知一体化 正交时频空 条件生成对抗网络 长短期记忆 混沌博弈优化
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基于CGAN的居住区强排方案生成设计方法 被引量:21
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作者 孙澄 丛欣宇 韩昀松 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期111-121,共11页
居住区强排方案设计有助于提高项目容积率,是达成集约化建设的重要途径.既有强排设计多由设计者基于日照模拟分析结果,主观制定强排设计决策,设计效率较低.旨在立足深度学习技术语境,提出基于条件生成对抗网络(CGAN)的居住区强排方案生... 居住区强排方案设计有助于提高项目容积率,是达成集约化建设的重要途径.既有强排设计多由设计者基于日照模拟分析结果,主观制定强排设计决策,设计效率较低.旨在立足深度学习技术语境,提出基于条件生成对抗网络(CGAN)的居住区强排方案生成设计方法,应用pix2pix算法,构建基于CGAN的居住区强排方案生成设计模型,通过学习低层、多层、高层居住区轮廓与强排设计方案总平面图的对应关系,生成任意居住区轮廓条件下的居住区强排设计方案,提高居住区强排设计精度与效率,推动城市土地的高效率利用.以中纬度地区的3个居住区为例,验证所提方法的应用效果,评价所生成方案的日照性能.结果表明:所生成低层方案可满足大寒日2 h日照要求,多层方案中96%的房间可满足日照要求,高层方案中84%的房间可满足日照要求,高层容积率>3.0、多层容积率>1.5、低层容积率>0.5,说明所生成方案有效利用了城市用地,且应用所建立模型可在3 s内生成居住区强排设计方案,显著降低了强排设计耗时,提高了设计效率. 展开更多
关键词 居住区强排方案设计 cgan 训练数据集 模型预测 验证评价
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基于分位数回归CGAN的虚拟样本生成方法及其过程建模应用 被引量:4
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作者 陈忠圣 朱梅玉 +2 位作者 贺彦林 徐圆 朱群雄 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期1529-1538,共10页
针对复杂工业过程因难以检测变量或因时间上和经济上成本因素导致的建模样本稀缺问题,提出了一种将分位数回归(quantile regression)嵌入到条件生成式对抗网络(conditional generative adversarial network,CGAN)的虚拟样本生成方法QRC... 针对复杂工业过程因难以检测变量或因时间上和经济上成本因素导致的建模样本稀缺问题,提出了一种将分位数回归(quantile regression)嵌入到条件生成式对抗网络(conditional generative adversarial network,CGAN)的虚拟样本生成方法QRCGAN。首先,在标准CGAN“生成器-判别器”两元对弈结构中嵌入回归器,使模型不仅具备标签样本生成能力,同时也具备处理回归预测问题的能力。其次,以分位数回归神经网络实现回归器,连同判别器和生成器进行同步对抗训练。当模型到达Nash平衡时,在分位数回归神经网络回归器的作用下,生成器能够产生落在一定置信区间的新样本。然后,利用Kullback-Leibler(KL)散度评估生成样本的质量。最后,通过标准函数数据和实际化工过程数据验证所提方法的有效性。 展开更多
关键词 虚拟样本生成 cgan 分位数回归 数据稀缺 软测量 深度学习
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面向ICS的CGAN-DEEPFOREST入侵检测 被引量:6
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作者 郑灿伟 李世明 +3 位作者 王禹贺 杜军 倪蕴涛 赵艳 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2023年第4期868-874,共7页
随着工业化与信息化的深度融合,工业控制系统(ICS)的安全问题广受关注,ICS领域出现了许多入侵检测模型.但是,现存模型存在局限性,无法同时解决数据不平衡、分类时间长、小样本检测率低和准确率低的问题.因此,本文提出CGAN-DeepForest入... 随着工业化与信息化的深度融合,工业控制系统(ICS)的安全问题广受关注,ICS领域出现了许多入侵检测模型.但是,现存模型存在局限性,无法同时解决数据不平衡、分类时间长、小样本检测率低和准确率低的问题.因此,本文提出CGAN-DeepForest入侵检测模型解决上述问题.首先,采用改进的条件生成对抗网络(CGAN)定向扩充数据来改善数据的不平衡性.其次,采用随机森林对平衡后的数据集进行特征提取,降低分类模型训练时间和分类时间.再次,采用深度森林(DeepForest)进行分类,提高小样本检测率和整体准确率,输出分类结果.最后,使用数据集Gas验证模型效果.实验结果表明,本文模型与简单深度森林模型相比准确率整体提升3%,小样本数据NMRI、MFCI、Dos的查全率、查准率、F1分别提高至95%、84%、90%;与随机森林模型相比,准确率整体提高6%,小样本NMRI的查全率提升23%;与深度卷积神经网络相比,准确率接近94%时,模型训练时间和分类时间提高约50%. 展开更多
关键词 工业控制系统 入侵检测 cgan-Deep Forest 不平衡性 分类时间
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基于SMOTEENN-CGAN-Stacking的岩爆烈度等级预测研究 被引量:2
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作者 高梅 张成良 +1 位作者 张华超 吴泽鑫 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期2264-2276,共13页
随着地下工程的不断发展和扩大规模,岩爆灾害在施工过程中频繁发生,对工程及施工人员生命造成了严重威胁。因此,岩爆烈度等级预测成为防范岩爆灾害的重要的研究方向。本文选取围岩最大切应力σ_(θ)、单轴抗压强度σ_(c)、单轴抗拉强度... 随着地下工程的不断发展和扩大规模,岩爆灾害在施工过程中频繁发生,对工程及施工人员生命造成了严重威胁。因此,岩爆烈度等级预测成为防范岩爆灾害的重要的研究方向。本文选取围岩最大切应力σ_(θ)、单轴抗压强度σ_(c)、单轴抗拉强度σ_(t)和弹性能量指数W_(et)作为预测模型的4个特征值,提出了一种基于SMOTEENN-CGAN数据处理的Stacking集成算法的组合模型,用于岩爆烈度等级的预测。在该模型中,首先使用SMOTEENN和CGAN算法以过采用、欠采样、对抗生成的方法处理原始数据;随后采用10种经典算法验证SMOTEENN-CGAN的有效性;最后以Stacking集成算法构建出4组含不同基模型和元模型的岩爆烈度等级预测模型。结果表明:(1)SMOTEENN-CGAN能用于处理多分类问题,新生成的岩爆数据符合原始分布特征,预处理后的数据特征值离散程度,异常点明显减少;(2)数据经过预处理后,10种经典算法的性能得到不同程度的提升,各算法的平均准确率提高了1.87%~7.75%不等;其中MLP与NP提高较多,分别为7.75%与7.43%。(3)不同的基模型与元模型的搭配会影响Stacking的性能,在组合(4)中,基模型为XGBoost+LGBM+ETC时,元模型中的Adaboost最高预测准确率为96.12%。通过工程实例验证Stacking岩爆烈度等级预测模型的可靠性时,预测最高准确率可达92.3%。本文模型为岩爆烈度预测提供了一种有效可行的机器学习预测方法。 展开更多
关键词 不平衡数据集 cgan SMOTEENN STACKING 岩爆烈度等级预测
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基于CGAN的避扰通信决策网络离线式训练方法
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作者 江民民 李大朋 +3 位作者 邱昕 慕福奇 柴旭荣 孙志浩 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1412-1421,共10页
基于强化学习的避扰通信,由于需要不断地与环境交互从中学习到最优决策,其决策网络的训练时间受环境反馈速率的约束,通常耗时严重。针对这一问题,提出了一种离线式训练方法。构建出一种频谱虚拟环境生成器,可以快速生成大量的逼真合成... 基于强化学习的避扰通信,由于需要不断地与环境交互从中学习到最优决策,其决策网络的训练时间受环境反馈速率的约束,通常耗时严重。针对这一问题,提出了一种离线式训练方法。构建出一种频谱虚拟环境生成器,可以快速生成大量的逼真合成频谱瀑布图,用于避扰通信决策网络训练。由于所提方法脱离真实环境反馈,形成离线式训练,进而显著提高模型训练效率。实验结果表明:与实时在线训练方法比较,所提离线式训练方法的训练时间可以减少50%以上。 展开更多
关键词 强化学习 避扰通信 频谱瀑布图 条件生成对抗网络(cgan) 离线式训练
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样本不均衡下基于CGAN-CNN的逆变器故障诊断方法 被引量:4
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作者 孙权 彭飞 +2 位作者 李宏胜 于翔海 孙国栋 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期318-326,共9页
三相逆变器是电动汽车电机驱动系统的重要部件,当出现故障时因发生时间较短导致故障样本规模受限,进而造成样本不均衡。为解决上述问题,提出1种融合条件生成对抗网络CGAN(conditional generative adversarial network)与卷积神经网络CNN... 三相逆变器是电动汽车电机驱动系统的重要部件,当出现故障时因发生时间较短导致故障样本规模受限,进而造成样本不均衡。为解决上述问题,提出1种融合条件生成对抗网络CGAN(conditional generative adversarial network)与卷积神经网络CNN(convolutional neural network)的逆变器故障诊断方法。首先将相电流作为故障敏感信号,经快速傅里叶变换FFT(fast Fourier transform)得到其频域特征,并进行归一化预处理;然后将各样本添加标签后输入CGAN模型进行对抗训练,生成各故障模式下的新样本。最后,采用CNN模型实现逆变器各类故障模式判别。实验结果表明,基于CGAN-CNN的故障诊断正确率可达98%以上,说明所提样本生成方法优于传统合成少数类过采样技术SMOTE(synthetic minority over-sampling technique)方法和生成对抗网络GAN(generative adversarial network)方法,可为新能源电动汽车智能运维提供理论支撑。 展开更多
关键词 故障诊断 样本不均衡 样本生成 条件生成对抗网络 卷积神经网络
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融合迁移学习与CGAN的风电集群功率超短期预测 被引量:10
10
作者 周军 王渴心 王岩 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期9-18,共10页
针对可再生能源不确定性导致电力系统消纳能力不足的问题,提出一种基于条件生成对抗网络与迁移学习融合的风电集群功率超短期预测方法。首先,分析了风电集群功率预测样本模式的不均衡性以及导致的神经网络预测误差偏移现象;其次,构建了... 针对可再生能源不确定性导致电力系统消纳能力不足的问题,提出一种基于条件生成对抗网络与迁移学习融合的风电集群功率超短期预测方法。首先,分析了风电集群功率预测样本模式的不均衡性以及导致的神经网络预测误差偏移现象;其次,构建了条件生成对抗网络修复不均衡问题;最后,采用迁移学习结合时间卷积网络构建了风电集群功率超短期预测模型。测试结果表明,所提方法能够显著提高风电集群功率超短期预测精度。 展开更多
关键词 风电预测 风电集群 条件生成对抗网络 迁移学习 时间卷积网络
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基于CGAN算法的服装款式交互设计 被引量:2
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作者 沈晓琪 陈郁 《毛纺科技》 CAS 北大核心 2023年第11期70-75,共6页
为提高消费者在个性化服装设计中的参与度与满意度,以单色连衣裙为例,研究了一种基于条件生成对抗网络(CGAN)的服装款式图交互生成系统。该系统通过对电商平台和消费者的调研,归纳出描述连衣裙款式的关键词,用关键词标注过的图片训练CG... 为提高消费者在个性化服装设计中的参与度与满意度,以单色连衣裙为例,研究了一种基于条件生成对抗网络(CGAN)的服装款式图交互生成系统。该系统通过对电商平台和消费者的调研,归纳出描述连衣裙款式的关键词,用关键词标注过的图片训练CGAN,训练后的网络能根据消费者提供的单色连衣裙样图或款式关键词生成相应款式的裙样图,然后将用户选中的生成样图添加进训练集进行迭代训练,逐步提升用户满意度。结果表明,在用户提供较少样本或关键词的基础上,系统首轮连衣裙款式样图的平均选中率为20%,经过3轮迭代后选中率提高至30%。相较于深度卷积生成对抗网络(DCGAN)方法,本文系统的选中率明显提高了约10%,为交互式服装设计系统的开发提供了一种新方法。 展开更多
关键词 cgan 单色裙 款式图 图像生成
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基于cGAN的下采样LG谱图像优化重建
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作者 叶皓 王麓懿 +1 位作者 吴雪炜 张勇 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期752-758,共7页
对于复杂图像的拉盖尔高斯(Laguerre-Gaussian,LG)谱成像,因为满足奈奎斯特采样率的高阶LG模式系数无法测得,重建图像的失真不可避免,而神经网络算法通过先验学习,可以对失真图像实现较为清晰的复原.提出基于条件生成对抗网络(Condition... 对于复杂图像的拉盖尔高斯(Laguerre-Gaussian,LG)谱成像,因为满足奈奎斯特采样率的高阶LG模式系数无法测得,重建图像的失真不可避免,而神经网络算法通过先验学习,可以对失真图像实现较为清晰的复原.提出基于条件生成对抗网络(Conditional Generative Adversarial Nets,cGAN)的图像优化重建方法,在处理下采样的LG谱单像素成像和旋转运动模糊图像中均取得了较好的效果.在1.87%的LG谱采样率下,该方法能将Kaggle数据集人像二值图像的结构相似性(Structural Similarity,SSIM)指数提升至0.8以上,和经典图像去噪算法相比有显著提升. 展开更多
关键词 频谱下采样 拉盖尔高斯模式 cgan 图像优化重建 单像素成像 旋转运动模糊图像复原
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不均衡数据情形的基于聚焦损失的CGAN的集成分类方法
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作者 崔文泉 余厚莹 侯晓天 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期968-976,共9页
针对非均衡数据的情形,基于条件生成对抗网络(conditional generative adversarial networks,CGAN),利用梯度提升树研究了聚焦损失的CGAN的集成分类方法.该方法首先通过CGAN降低不均衡率,通过聚焦损失的权值均衡结合GBDT算法,适当增加... 针对非均衡数据的情形,基于条件生成对抗网络(conditional generative adversarial networks,CGAN),利用梯度提升树研究了聚焦损失的CGAN的集成分类方法.该方法首先通过CGAN降低不均衡率,通过聚焦损失的权值均衡结合GBDT算法,适当增加对少数类样本的关注度进而进一步提升分类器的分类性能.对方法的性质进行了研究,获得了若干理论成果.证明了:在一定条件下,由CGAN产生的经验条件分布收敛于相应总体的条件分布;聚集损失的CGAN方法其经验风险收敛到期望风险;该方法的估计量会收敛到使得期望风险最小化的函数.实验结果显示了聚焦损失的CGAN方法具有良好的表现. 展开更多
关键词 非均衡数据 条件生成对抗网络 聚焦损失 集成学习
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基于改进CGAN的电力系统暂态稳定评估样本增强方法 被引量:56
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作者 谭本东 杨军 +3 位作者 赖秋频 谢培元 李军 徐箭 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期149-157,共9页
基于数据驱动的暂态稳定评估方法已成为电网安全领域研究的重点,由于实际电力系统中暂态失稳情况极少,给通过数据挖掘方法判断失稳情况带来了极大困难。针对这个问题,提出了一种用于暂态稳定评估中失稳样本合成的数据增强方法,对条件生... 基于数据驱动的暂态稳定评估方法已成为电网安全领域研究的重点,由于实际电力系统中暂态失稳情况极少,给通过数据挖掘方法判断失稳情况带来了极大困难。针对这个问题,提出了一种用于暂态稳定评估中失稳样本合成的数据增强方法,对条件生成对抗神经网络(CGAN)训练方法的适应性进行改进以提高其学习稳定性,在离线训练时利用改进CGAN交替训练生成器和判别器,学习电力系统暂态数据的分布特性,然后采用极限学习机(ELM)分类器筛选出改进CGAN所生成的多组样本中G-mean值最高的生成样本,将其中失稳样本对原始失稳样本进行增强,最后用增强后的原始样本训练分类器,实现在线暂态稳定评估。仿真结果表明,所提出的样本数据增强方法通过改进CGAN实现对原始数据分布特征的有效学习,进而提升暂态稳定评估的正确率,具有抗噪声干扰性强、对高维数据鲁棒性好的优点,能够有效平衡电力系统失稳数据。 展开更多
关键词 电力系统 暂态稳定评估 数据增强 条件生成对抗神经网络 G-mean值
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基于BcGAN的水下图像增强方法 被引量:2
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作者 李耀 于腾 杨国为 《计算机工程与设计》 北大核心 2022年第11期3195-3201,共7页
针对目前水下图像增强的结果中存在雾度残留以及细节模糊的问题,提出一种基于条件生成对抗网络(cGAN)的Boosting水下图像增强方法 (BcGAN)。在编码器-解码器结构的基础上引入SOSboosting策略得到增强生成器,实现对图像特征的逐步细化;... 针对目前水下图像增强的结果中存在雾度残留以及细节模糊的问题,提出一种基于条件生成对抗网络(cGAN)的Boosting水下图像增强方法 (BcGAN)。在编码器-解码器结构的基础上引入SOSboosting策略得到增强生成器,实现对图像特征的逐步细化;提出双重判别器结构,实现对多尺度输入的判别,以WGAN-GP损失为主导构建双重判别器的联合训练损失函数。实验结果表明,相比最新的深度学习水下图像增强方法,所提方法的结构相似性(SSIM)值提升了7.15%,峰值信噪比(PSNR)值提升了45.46%,该方法能够有效减少水下图像的雾度残留并增强图像细节。 展开更多
关键词 深度学习 水下图像增强 条件生成对抗网络 SOS boosting策略 多尺度
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基于Msmall-Patch训练的夜晚单幅图像去雾算法——MP-CGAN 被引量:5
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作者 王云飞 王园宇 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2020年第3期865-871,共7页
针对基于暗通道先验(DCP)与大气散射模型方法实现夜晚图像去雾出现颜色失真及噪声等问题,提出一种基于Msmall-Patch训练的条件生成对抗网络(CGAN)去雾算法MP-CGAN。首先,将UNet与密集神经网络(DenseNet)网络结合成UDNet网络作为生成器... 针对基于暗通道先验(DCP)与大气散射模型方法实现夜晚图像去雾出现颜色失真及噪声等问题,提出一种基于Msmall-Patch训练的条件生成对抗网络(CGAN)去雾算法MP-CGAN。首先,将UNet与密集神经网络(DenseNet)网络结合成UDNet网络作为生成器网络结构;其次,对生成器与鉴别器网络使用Msmall-Patch训练,即通过对鉴别器最后Patch部分采取Min-Pool或Max-Pool方式提取多个小惩罚区域,这些区域对应退化严重或容易被误判的区域,与之对应提出重度惩罚损失,即在鉴别器输出中选取数个最大损失值作为损失;最后,将重度惩罚损失、感知损失与对抗感知损失组合成新的复合损失函数。在测试集上,与雾密度图预测算法(HDP-Net)相比,所提算法的峰值信噪比(PSNR)与结构相似性(SSIM)值分别提升了59%与37%;与超像素算法比,PSNR与SSIM值分别提升了59%与48%。实验结果表明,所提算法能够减少CGAN训练过程产生的噪声伪影,提高了夜晚图像去雾质量。 展开更多
关键词 暗通道先验 夜间图像去雾 条件生成对抗网络 感知损失 对抗感知损失
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基于DBSCAN和CGAN的不平衡数据过采样方法
17
作者 唐曦 李文海 +2 位作者 唐贞豪 李睿峰 李根 《系统工程与电子技术》 2025年第11期3739-3753,共15页
为改善分类器对不平衡数据的分类精度,提出一种基于密度的带噪声的空间聚类方法(density-based spatial clustering of applications with noise, DBSCAN)和条件生成对抗网络(conditional generative adversarial network,CGAN)的过采... 为改善分类器对不平衡数据的分类精度,提出一种基于密度的带噪声的空间聚类方法(density-based spatial clustering of applications with noise, DBSCAN)和条件生成对抗网络(conditional generative adversarial network,CGAN)的过采样方法。首先,采用DBSCAN对正负类样本分别聚类,结合簇标签重构样本集,并结合安全级别识别和剔除噪声样本,提升数据质量。然后,将新的样本集输入CGAN模型进行训练,针对CGAN中训练不稳定和模式崩塌的问题,引入Wasserstein距离和梯度惩罚项作为损失函数,并结合分类问题对Wasserstein距离做了适应性改造,实现高质量少数类样本生成。最后,采用9个通用不平衡数据集和1个模拟电路实测数据集,在3种典型分类器上将所提方法与5个经典过采样方法进行对比实验。结果表明,所提方法在多数数据集上优于其他过采样算法,尤其在类别不平衡度较高时优势更为突出。所提方法为不平衡数据处理提供了新的思路。 展开更多
关键词 不平衡数据 条件生成对抗网络 基于密度的带噪声的空间聚类方法 过采样
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S2OGAN:一种纹理与边缘保真的SAR-光学影像生成式翻译方法
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作者 丁明涛 卢昭龙 +2 位作者 李振洪 江辉 黄武彪 《地球科学与环境学报》 北大核心 2025年第4期806-828,共23页
光学遥感影像具备丰富的纹理和光谱信息,已成为高价值的数据资源。然而,光学遥感影像的获取过程易受光照条件与气象因素影响,尤其在多云、多雾或强降水等复杂天气情况下,常出现数据缺失或影像质量下降等问题,在一定程度上限制了其在时... 光学遥感影像具备丰富的纹理和光谱信息,已成为高价值的数据资源。然而,光学遥感影像的获取过程易受光照条件与气象因素影响,尤其在多云、多雾或强降水等复杂天气情况下,常出现数据缺失或影像质量下降等问题,在一定程度上限制了其在时空连续性监测和应用效果方面的表现。相比之下,合成孔径雷达(SAR)具备全天时、全天候成像能力,能够有效弥补光学遥感影像在恶劣环境下的获取不足,成为光学遥感的重要补充手段。为了增强遥感监测的连续性和完整性,在条件生成对抗网络(cGAN)框架的基础上,针对SAR影像中常见的散斑噪声问题,提出了一种SAR-光学影像翻译方法——S2OGAN方法。该方法引入去噪卷积神经网络(DnCNN)作为去噪模块,以有效滤除噪声并提高纹理保真度;同时,结合相位一致性直方图(HOPC)作为边缘损失,进一步强化边缘特征的表达,实现纹理和结构特征的高精度重建;此外,基于GEE平台构建了冰川观测实验数据集,以探讨S2OGAN方法在冰川场景中的应用效果。结果表明:在4个常用数据集上,S2OGAN方法相较于Pix2Pix、CycleGAN、CUT、Semi-I2I等4个经典影像翻译方法展现出更优的综合性能;在多空间分辨率下,S2OGAN方法在定量评价指标上表现得比其他4个影像翻译方法更为稳定,充分体现了其较高的鲁棒性;在简单场景中,各方法的综合性能普遍优于在复杂场景中,其中S2OGAN方法不仅整体表现最佳,并且在复杂场景中的性能保持相对稳定,展现出较高的稳健性;在冰川场景中,S2OGAN方法翻译得到的光学影像结构相似度(SSIM)达到0.668,有效支撑了冰川冰舌轮廓的定量分析,但其纹理信息与真实光学遥感影像仍存在一定差异。最后,基于翻译影像估算出三江源地区格拉丹东冰川两个冰舌消融面积分别约为0.3463和0.0890 km^(2),为多云雾地区的连续遥感监测提供了新的技术方案。 展开更多
关键词 S2OGAN 影像翻译 条件生成对抗网络 纹理保真 边缘保真 合成孔径雷达影像 冰川 三江源地区
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基于PATN和自注意力机制的多分辨率人体姿态迁移方法
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作者 黄庆东 苏宇辉 +2 位作者 刘依华 陈梓煌 姚咏琪 《液晶与显示》 北大核心 2025年第9期1381-1389,共9页
针对现有人体姿态迁移方法因编码阶段特征处理不当导致图像变形失真的问题,提出基于Pose-Attentional Transfer Network(PATN)和自注意力机制的多分辨率人体姿态迁移方法。首先,设计了姿态引导自注意力模块,通过多头注意力机制增强关键... 针对现有人体姿态迁移方法因编码阶段特征处理不当导致图像变形失真的问题,提出基于Pose-Attentional Transfer Network(PATN)和自注意力机制的多分辨率人体姿态迁移方法。首先,设计了姿态引导自注意力模块,通过多头注意力机制增强关键身体区域特征通道的权重,并减小背景无关特征的影响,自适应地探索两条支路特征之间的关联性;其次,在解码阶段加入多尺度注意力模块,增强不同尺度的姿态信息表达,有效提升局部细节和整体纹理的保真度;最后,引入三元像素损失对生成图像进行约束,提高了图像的特征一致性和结构一致性。在DeepFashion和Market-1501数据集上进行验证,实验结果表明,本文方法在结构相似性(SSIM)、初始评分(IS)、感知相似度(LPIPS)指标上均优于现有的PATN方法,并且在视觉感观、边缘纹理方面均有所提升,在行人重识别的下游任务中具有重要的潜力。 展开更多
关键词 图像处理 姿态迁移 cgan 自注意力机制 多分辨率
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基于自注意力机制的条件生成对抗网络 被引量:11
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作者 于文家 丁世飞 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2021年第1期241-246,共6页
近年来,越来越多的生成对抗网络出现在深度学习的各个领域中。条件生成对抗网络(Conditional Generative Adver-sarial Networks,cGAN)开创性地将监督学习引入到无监督的GAN网络中,这使得GAN可以生成有标签数据。传统的GAN通过多次卷积... 近年来,越来越多的生成对抗网络出现在深度学习的各个领域中。条件生成对抗网络(Conditional Generative Adver-sarial Networks,cGAN)开创性地将监督学习引入到无监督的GAN网络中,这使得GAN可以生成有标签数据。传统的GAN通过多次卷积运算来模拟不同区域之间的相关性,进而生成图像,而cGAN只是对GAN的目标函数加以改进,并没有改变其网络结构,因此cGAN生成的图像中仍然存在长距离特征之间相关性相对较小的问题,从而导致cGAN生成图像的细节不清楚。为了解决这个问题,将自注意力机制引入cGAN中,并提出了一个新的模型SA-cGAN。该模型通过将图像中相距较远的特征相互关联起来生成一致的对象或场景,进而提升生成对抗网络生成细节的能力。将SA-cGAN在CelebA和MNIST手写数据集上进行了实验,并将其与DCGAN,cGAN等几种常用的生成模型进行了比较,结果证明该模型相比其他几种模型在图像生成领域有一定的进步。 展开更多
关键词 深度学习 生成对抗网络 cgan 自注意力 SA-cgan
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