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融合梯度预测和无参注意力的高效地震去噪Transformer 被引量:1
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作者 高磊 乔昊炜 +2 位作者 梁东升 闵帆 杨梅 《计算机科学与探索》 北大核心 2025年第5期1342-1352,共11页
压制随机噪声能够有效提升地震数据的信噪比(SNR)。近年来,基于卷积神经网络(CNN)的深度学习方法在地震数据去噪领域展现出显著性能。然而,CNN中的卷积操作由于感受野的限制通常只能捕获局部信息而不能建立全局信息的长距离连接,可能会... 压制随机噪声能够有效提升地震数据的信噪比(SNR)。近年来,基于卷积神经网络(CNN)的深度学习方法在地震数据去噪领域展现出显著性能。然而,CNN中的卷积操作由于感受野的限制通常只能捕获局部信息而不能建立全局信息的长距离连接,可能会导致细节信息的丢失。针对地震数据去噪问题,提出了一种融合梯度预测和无参注意力的高效Transformer模型(ETGP)。引入多头“转置”注意力来代替传统的多头注意力,它能在通道间计算注意力来表示全局信息,缓解了传统多头注意力复杂度过高的问题。提出了无参注意力前馈神经网络,它能同时考虑空间和通道维度计算注意力权重,而不向网络增加参数。设计了梯度预测网络以提取边缘信息,并将信息自适应地添加到并行Transformer的输入中,从而获得高质量的地震数据。在合成数据和野外数据上进行了实验,并与经典和先进的去噪方法进行了比较。结果表明,ETGP去噪方法不仅能更有效地压制随机噪声,并且在弱信号保留和同相轴连续性方面具有显著优势。 展开更多
关键词 地震数据去噪 卷积神经网络 TRANSFORMER 注意力模块 梯度融合
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融合改进采样技术和SRFCNN-BiLSTM的入侵检测方法
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作者 陈虹 由雨竹 +2 位作者 金海波 武聪 邹佳澎 《计算机工程与应用》 北大核心 2025年第9期315-324,共10页
针对目前很多入侵检测方法中因数据不平衡和特征冗余导致检测率低等问题,提出融合改进采样技术和SRFCNN-BiLSTM的入侵检测方法。设计一种FBS-RE混合采样算法,即Borderline-SMOTE过采样和RENN欠采样同时对多数类和少数类样本进行处理,解... 针对目前很多入侵检测方法中因数据不平衡和特征冗余导致检测率低等问题,提出融合改进采样技术和SRFCNN-BiLSTM的入侵检测方法。设计一种FBS-RE混合采样算法,即Borderline-SMOTE过采样和RENN欠采样同时对多数类和少数类样本进行处理,解决数据不平衡问题。利用堆叠降噪自动编码器(stacked denoising auto encoder,SDAE)进行数据降维,减少噪声对数据的影响,去除冗余特征。采用改进的卷积神经网络(split residual fuse convolutional neural network,SRFCNN)和双向长短期记忆网络(bi-directional long short-term memory,BiLSTM)更好地提取数据中的空间和时间特征,结合注意力机制对特征分配不同的权重,获得更好的分类能力,提高对少数攻击流量的检测率。最后,在UNSW-NB15数据集上对模型进行验证,准确率和F1分数为89.24%和90.36%,优于传统机器学习和深度学习模型。 展开更多
关键词 入侵检测 不平衡处理 堆叠降噪自动编码器 卷积神经网络 注意力机制
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基于级联的多尺度特征融合残差去噪网络
3
作者 郭业才 胡晓伟 毛湘南 《计算机科学》 北大核心 2025年第6期239-246,共8页
针对图像去噪特征提取单一化以及特征利用率低,不能生成更清晰图像的问题,提出了级联多尺度特征融合残差真实图像去噪网络。该网络双分支自适应密集残差块采用双路非对称扩张卷积扩展图像感受野,在水平尺度上选择性地提取丰富的纹理特... 针对图像去噪特征提取单一化以及特征利用率低,不能生成更清晰图像的问题,提出了级联多尺度特征融合残差真实图像去噪网络。该网络双分支自适应密集残差块采用双路非对称扩张卷积扩展图像感受野,在水平尺度上选择性地提取丰富的纹理特征。在多尺度空间U-Net模块中,利用多尺度空间融合块增强网络对图像整体结构的学习能力,学习不同层次的信息,获取基于图像空间和上下文信息的多级特征。跳跃连接促进结构之间的参数共享,使不同尺度的特征充分融合,保证信息的完整性。最后,采用双残差学习构建出清晰的去噪图像。结果表明,该算法在真实噪声数据集(DND和SIDD)上的峰值信噪比分别为39.68 dB和39.50 dB,结构相似性分别为0.953和0.957,优于主流去噪算法。所提算法在增强去噪性能的同时,也保留了更详细的信息,使图像质量进一步提升。 展开更多
关键词 图像去噪 真实噪声 卷积神经网络 多尺度特征融合 密集残差
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基于注意力机制的双卷积图像去噪网络
4
作者 周先春 吕梦楠 +3 位作者 芮旸 唐彬鑫 杜志亭 陈玉泽 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第2期60-71,共12页
近年来,深度卷积神经网络在图像去噪领域表现出了优越的性能。然而,深度网络结构往往伴随着大量的模型参数,导致训练成本高,推理时间长,限制了其在实际去噪任务中的应用。提出了一种新的基于注意力机制的双卷积图像去噪网络(MA-DFRNet)... 近年来,深度卷积神经网络在图像去噪领域表现出了优越的性能。然而,深度网络结构往往伴随着大量的模型参数,导致训练成本高,推理时间长,限制了其在实际去噪任务中的应用。提出了一种新的基于注意力机制的双卷积图像去噪网络(MA-DFRNet),它由多尺度特征特征提取网络、双卷积神经网络及动态特征精炼注意力机制组成。多尺度特征提取网络通过不同尺度的卷积获取图像特征,提高灵活性。双卷积神经网络上下分支均采用跳跃连接及扩张卷积来增大感受野。动态特征精炼注意力机制增强特征表示的精度和区分能力。这种结构设计不仅扩大了感受野,还更有效地提取和融合图像特征,显著提升去噪效果。研究结果表明,与最先进的模型相比,提出的MA-DFRNet在所有对比的噪声水平下具有更高的峰值信噪比(PSNR)和结构相似性(SSIM)值,PSNR提高了0.2 dB左右,SSIM提高了1%左右,对于噪声水平较高的图像更具鲁棒性,并且在视觉上更好地保留了图像细节,实现去噪和细节保留之间的平衡。 展开更多
关键词 图像去噪 卷积神经网络 注意力机制 跳跃连接 多尺度特征提取网络
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多尺度密集交互注意力残差真实图像去噪网络
5
作者 郭业才 胡晓伟 +1 位作者 AMITAVE Saha 毛湘南 《图学学报》 北大核心 2025年第2期279-287,共9页
针对图像去噪特征提取不全面以及特征利用率低,导致生成图像不够清晰的问题,提出一种多尺度密集交互注意力残差去噪网络(MDIARN)。首先,通过多尺度非对称特征提取模块(MAFM)初步提取浅层信息特征,以确保图像特征的多样性;然后,多尺度级... 针对图像去噪特征提取不全面以及特征利用率低,导致生成图像不够清晰的问题,提出一种多尺度密集交互注意力残差去噪网络(MDIARN)。首先,通过多尺度非对称特征提取模块(MAFM)初步提取浅层信息特征,以确保图像特征的多样性;然后,多尺度级联模块(MSCM)利用多维密集交互残差单元(MDIU)对图像特征进行多维映射,并逐步级联以增强模型之间的信息传递和交互性,充分拟合训练数据;引入双路全局注意力模块(DGAM)对多级特征进行全局联合学习,获取更具有判别性的特征信息;跳跃连接促进结构之间的参数共享,使不同维度的特征充分融合,保证信息的完整性;最后,采用残差学习构建出清晰的去噪图像。结果表明,该算法在真实噪声数据集(DND和SIDD)上峰值信噪比分别为39.80 dB和39.62 dB,结构相似性分别为95.4%和95.8%,均优于主流去噪算法。此外,该算法在低光度场景下应用也能保留更多细节,从而显著提升图像质量。 展开更多
关键词 图像去噪 多尺度特征提取 多维密集交互 卷积神经网络 注意力
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一种基于神经网络的航磁数据噪声识别和抑制方法 被引量:1
6
作者 冯进凯 李姗姗 +3 位作者 何兆超 范昊鹏 李新星 范雕 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第1期18-26,共9页
航空磁力测量极易受到外界因素的干扰,噪声抑制是航磁数据处理中的关键一环。为高效识别和抑制航磁测线中存在的随机噪声,提高航磁测量精度,将神经网路方法引入到航磁测线数据的处理中,搭建了涵盖磁测数据噪声识别和噪声抑制的网络,并... 航空磁力测量极易受到外界因素的干扰,噪声抑制是航磁数据处理中的关键一环。为高效识别和抑制航磁测线中存在的随机噪声,提高航磁测量精度,将神经网路方法引入到航磁测线数据的处理中,搭建了涵盖磁测数据噪声识别和噪声抑制的网络,并提出了一套适配于该网络的数据处理流程。仿真实验表明,所搭建的模型可以实现航磁测线的噪声识别和抑制,模型对验证集中的三种类型的含噪测线识别准确率达到99.85%;针对于不同类型的测线数据,噪声抑制效果相比于传统的中值滤波方法、小波滤波方法和经验模态分解方法均有不同程度的提升。实测数据实验表明,模型对航磁测线的噪声识别率为97.78%,而且能够适配实测数据中的各种噪声类别并达到较好的去噪效果,模型不受输入测线长度限制,使用更加方便灵活。 展开更多
关键词 卷积神经网络 残差卷积神经网络 STFT转换 噪声识别 航磁信号去噪
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一种考虑多通道检测数据的航空发动机剩余寿命预测方法
7
作者 刘翠琴 王海瑞 朱贵富 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第5期899-912,共14页
针对航空发动机传感器检测数据高噪声、多维度、同剩余使用寿命一致衰减特性的问题,本文采用小波降噪(Wavelet denoising, WD)、时间卷积网络(Time convolution network, TCN)和多头注意力(Multi head attention, MHA)机制,提出一种新... 针对航空发动机传感器检测数据高噪声、多维度、同剩余使用寿命一致衰减特性的问题,本文采用小波降噪(Wavelet denoising, WD)、时间卷积网络(Time convolution network, TCN)和多头注意力(Multi head attention, MHA)机制,提出一种新的网络结构模型:时间卷积-多头注意力(Time convolution-multi head attention, TCN-MHA)求解发动机衰减特性的映射关系来提高航空发动机剩余使用寿命(Remaining useful life prediction, RUL)预测精度。首先对多通道传感器量测数据进行WD去除白噪声干扰,降低多传感器衰减过程中存在的众多因素引起的误差。其次采用TCN提取处理后的多维数据的时序特征并映射出系统性能退化关系,最后利用MHA提取每一维数据预测贡献度,从而给不同维数据分配不同权重并有效预测出航空发动机RUL。在商用模块化航空推进系统仿真(Commercial modular aero-propulsion system simulation, C-MAPSS)数据集上,通过与TCN、MHA以及长短期记忆网络(Long short-term memory network, LSTM)进行实验对比,结果表明本文所提出的预测方法性能优于其他模型,验证了本文所提方法的有效性。 展开更多
关键词 航空发动机 剩余使用寿命 小波降噪 时间卷积网络 多头注意力机制
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基于CBDAE和TCN-Transformer的工业传感器时间序列预测
8
作者 许涛 南新元 +1 位作者 蔡鑫 赵濮 《南京信息工程大学学报》 北大核心 2025年第4期455-466,共12页
在真实的工业物联网环境中,传感器信号常受外界噪声干扰,难以获取纯净数据,这影响了基于数据驱动的时间序列预测任务的准确性.为此,基于改进的对比盲去噪自编码器(Contrast Blind Denoising AutoEncoder,CBDAE)和TCN-Transformer网络,... 在真实的工业物联网环境中,传感器信号常受外界噪声干扰,难以获取纯净数据,这影响了基于数据驱动的时间序列预测任务的准确性.为此,基于改进的对比盲去噪自编码器(Contrast Blind Denoising AutoEncoder,CBDAE)和TCN-Transformer网络,本文提出一种新型时间序列预测框架,称为MoCo-CBDAE-TCN-Transformer.该框架通过引入额外的动量编码器、动态队列和信息噪声对比估计正则化,增强了对时间序列数据动态特征的捕捉能力,并有效利用历史负样本信息.在无需噪声先验知识和传感器纯净数据的前提下,通过捕捉和对比时间相关性和噪声特征,实现传感器数据的盲去噪.去噪后的数据通过TCN-Transformer网络进行时间序列预测.TCN-Transformer网络结合残差连接和膨胀卷积的优势以及Transformer的注意力机制,显著提高了预测的准确性和效率.最后,在公开的四缸过程数据集上进行仿真验证,实验结果表明,与传统的去噪方法和时间序列预测模型相比,本文设计的模型能够获得更好的去噪效果和更高的预测精度,其实时处理能力适合部署在实际的工业环境中,为工业物联网中的数据处理和分析提供了一种有效的技术方案. 展开更多
关键词 去噪自编码器 动量编码器 动态队列 信息噪声对比估计 时间卷积网络 TRANSFORMER
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一种结合小波去噪卷积与稀疏Transformer的调制识别方法
9
作者 郑庆河 刘方霖 +3 位作者 余礼苏 姜蔚蔚 黄崇文 桂冠 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第7期2361-2374,共14页
针对Transformer模型处理时域信号长度受限以及忽略有序特征元素相关性的问题,该文提出一种结合小波去噪卷积与稀疏Transformer的方法用于调制识别。首先,提出可学习的小波去噪卷积帮助深度学习模型提取合适的去噪信号表征,并将自适应... 针对Transformer模型处理时域信号长度受限以及忽略有序特征元素相关性的问题,该文提出一种结合小波去噪卷积与稀疏Transformer的方法用于调制识别。首先,提出可学习的小波去噪卷积帮助深度学习模型提取合适的去噪信号表征,并将自适应的时频特征纳入目标函数的泛函策略中。然后,设计稀疏前馈神经网络替换传统Transformer中的注意力机制,用于对元素关系进行建模,并根据信号域中的少量关键元素对训练过程的梯度进行有效优化。在公开数据集RadioML 2016.10a和RML22的实验结果表明,稀疏Transformer模型能够分别取得63.84%和71.13%的平均分类准确率。与一系列深度学习模型对比,整体分类准确率提升了4%~10%,进一步证明了方法的有效性。此外,超参数消融实验验证了模型组件在复杂移动通信环境中的鲁棒性和实用性。 展开更多
关键词 调制分类 深度学习 稀疏Transformer 小波去噪卷积
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自适应多通道卷积稀疏轴承微弱故障诊断
10
作者 包渝锋 温广瑞 +2 位作者 周浩轩 苏宇 刘子岷 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第3期581-588,626,627,共10页
针对传统基于单通道信号的轴承故障特征提取方法未考虑故障信号的时空覆盖范围差异,以及单个信号所承载信息的有限性,在强背景噪声及干扰下难以有效提取出早期的微弱故障特征问题,提出了基于自适应多通道卷积稀疏(adaptive multi-channe... 针对传统基于单通道信号的轴承故障特征提取方法未考虑故障信号的时空覆盖范围差异,以及单个信号所承载信息的有限性,在强背景噪声及干扰下难以有效提取出早期的微弱故障特征问题,提出了基于自适应多通道卷积稀疏(adaptive multi-channel convolutional sparse,简称AMCCS)模型的早期微弱故障特征提取方法。首先,构建了通道字典和卷积字典,分别用于学习多通道信号中的通道信息和信号中的故障信息,以实现从多通道故障信号中自适应地学习共有的微弱故障特征信息以及通道权重信息;其次,开发了一种高效的迭代更新算法,用以处理通道字典和卷积字典的更新问题;最后,采用低信噪比的轴承故障仿真信号和实验信号对算法进行验证。结果表明,在低信噪比环境下,该方法在轴承故障特征提取方面表现出显著的优越性和鲁棒性。 展开更多
关键词 多通道 卷积稀疏 自适应 去噪模型 轴承故障诊断
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RPMNet++:结合Copula去噪模块的双向注意力点云配准网络
11
作者 陈睿星 吴军 +3 位作者 赵雪梅 徐刚 罗瀛 王海舰 《计算机辅助设计与图形学学报》 北大核心 2025年第6期944-960,共17页
针对点云实际获取存在噪声干扰,密度差异及遮挡等问题,为了提高复杂场景,非理想样本条件下的点云配准精度,提出一种结合Copula去噪模块的双向注意力点云配准网络RPMNet++.首先构建Copula去噪模块,以邻域数据点具有相似特征这一假设为基... 针对点云实际获取存在噪声干扰,密度差异及遮挡等问题,为了提高复杂场景,非理想样本条件下的点云配准精度,提出一种结合Copula去噪模块的双向注意力点云配准网络RPMNet++.首先构建Copula去噪模块,以邻域数据点具有相似特征这一假设为基础,通过卷积神经网络提取点云特征,计算肯德尔相关系数τ和Clayton Copula分布函数,并保留正相关的内点,滤除负相关的噪声点,缓解噪声干扰导致的特征偏差,参数估计误差和对应点关系误判等问题;然后在双向注意力机制下尽显局部特征学习,将双向注意力明确分为采样点到邻域点注意力和邻域点到中心点注意力2部分,综合两者并结合邻域特征编码增强对采样点特征及其邻域空间相关性的学习,以利于从去噪后稀疏的、局部结构不完善的点云中有效地提取数据特征,在保证邻域相关性特征完整的同时,提高网络对点云数据局部细粒度特征的学习能力.点云配准实验结果表明,在ModelNet40数据集上,与RPM-Net相比, RPMNet++对各向同性平均旋转误差和平移误差的提升效果显著,分别在无噪声数据集,噪声数据集和部分可见的噪声数据集上下降(0.026, 0.001),(0.267 0, 0.001 9)和(0.560, 0.007);在斯坦福3D数据集上,与7种跨源配准算法相比, RPMNet++均能达到最优,并具有良好的泛化性能与应用价值. 展开更多
关键词 点云配准 卷积神经网络 Copula去噪 自注意力机制
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锂离子电池健康状态的DCAE-Transformer预测方法研究
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作者 李浩平 于波涛 +3 位作者 孟荣华 金朱鸿 杜昕毅 李景瑞 《三峡大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2025年第1期106-112,共7页
提出了一种基于Transformer的DCAE-Transformer模型,旨在改善健康状态(SOH)估计的准确性.该方法通过Pearson相关系数筛选关键特征,利用去噪自编码器(DAE)和卷积神经网络(CNN)相结合进行数据预处理和特征提取,再将数据输入Transformer框... 提出了一种基于Transformer的DCAE-Transformer模型,旨在改善健康状态(SOH)估计的准确性.该方法通过Pearson相关系数筛选关键特征,利用去噪自编码器(DAE)和卷积神经网络(CNN)相结合进行数据预处理和特征提取,再将数据输入Transformer框架完成预测.使用NASA和CALCE提供的数据集进行验证,DCAE-Transformer模型在NASA电池样本上的误差指标(EMA、EMAP和ERMS)均低于1%,R2值超过99.5%;在CALCE样本上,误差指标低于5%,R2值超过98%.结果表明,该模型在锂电池SOH估计方面具有较高的精确性和泛化性. 展开更多
关键词 锂电池 健康状态估计 卷积去噪自编码器 TRANSFORMER 预测性能
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一种基于自编码器降维的神经卷积网络入侵检测模型
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作者 孙敬 丁嘉伟 冯光辉 《电信科学》 北大核心 2025年第2期129-138,共10页
为了提升入侵检测的准确率,鉴于自编码器在学习特征方面的优势以及残差网络在构建深层模型方面的成熟应用,提出一种基于特征降维的改进残差网络入侵检测模型(improved residual network intrusion detection model based on feature dim... 为了提升入侵检测的准确率,鉴于自编码器在学习特征方面的优势以及残差网络在构建深层模型方面的成熟应用,提出一种基于特征降维的改进残差网络入侵检测模型(improved residual network intrusion detection model based on feature dimensionality reduction,IRFD),进而缓解传统机器学习入侵检测模型的低准确率问题。IRFD采用堆叠降噪稀疏自编码器策略对数据进行降维,从而提取有效特征。利用卷积注意力机制对残差网络进行改进,构建能提取关键特征的分类网络,并利用两个典型的入侵检测数据集验证IRFD的检测性能。实验结果表明,IRFD在数据集UNSW-NB15和CICIDS 2017上的准确率均达到99%以上,且F1-score分别为99.5%和99.7%。与基线模型相比,提出的IRFD在准确率、精确率和F1-score性能上均有较大提升。 展开更多
关键词 网络攻击 入侵检测模型 堆叠降噪稀疏自编码器 卷积注意力机制 残差网络
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强噪声工况下滚动轴承的CDAE-ResBiLSTM故障诊断方法
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作者 马新娜 李沂阳 +3 位作者 梁秀 刘勤清 汤宇 郑雪鹏 《郑州大学学报(理学版)》 北大核心 2025年第5期69-77,共9页
滚动轴承运行的强噪声环境为数据特征的提取带来难度。针对强噪声工况下的滚动轴承故障诊断的问题,使用残差网络、半软阈值函数、APReLU激活函数和SENet注意力机制构建改进的残差收缩单元(IRSBU),提出了一种卷积降噪自编码器(CDAE)与改... 滚动轴承运行的强噪声环境为数据特征的提取带来难度。针对强噪声工况下的滚动轴承故障诊断的问题,使用残差网络、半软阈值函数、APReLU激活函数和SENet注意力机制构建改进的残差收缩单元(IRSBU),提出了一种卷积降噪自编码器(CDAE)与改进的残差收缩双向长短期记忆网络(ResBiLSTM)相结合的滚动轴承故障诊断方法。首先,对一维原始信号加入高斯噪声来模仿强噪声工况,将加噪数据集输入CDAE中进行特征提取;其次,将编码器编码后隐含层的低维降噪特征输入ResBiLSTM中进行故障诊断;最后,采用凯斯西储大学轴承数据集(CWRU)以及西安交通大学轴承数据集(XJTU-SY)对所提方法进行实验验证。实验结果表明,CDAE-ResBiLSTM模型具有良好的特征提取能力以及抗噪性。 展开更多
关键词 滚动轴承 故障诊断 强噪声工况 卷积降噪自编码器 双向长短期记忆网络 残差收缩单元
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基于DAE-BiLSTM-CNN的滚动轴承故障诊断方法 被引量:6
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作者 王英杰 朱景建 +1 位作者 龚智强 何彦虎 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第11期123-129,共7页
滚动轴承作为机械设备中的核心组件,其运行状态直接影响系统的安全性与可靠性。由于轴承运转过程中的噪声干扰,传统故障诊断方法存在识别不准确、模型泛化有限等不足。为解决此问题,提出了一种基于DAE-BiLSTM-CNN的滚动轴承故障诊断方... 滚动轴承作为机械设备中的核心组件,其运行状态直接影响系统的安全性与可靠性。由于轴承运转过程中的噪声干扰,传统故障诊断方法存在识别不准确、模型泛化有限等不足。为解决此问题,提出了一种基于DAE-BiLSTM-CNN的滚动轴承故障诊断方法。通过去噪自动编码器(DAE)提高模型去除噪声干扰能力、采用双向长短时记忆网络(BiLSTM)提取轴承运转过程中的时序特征,再采用卷积神经网络(CNN)提取显著特征进行故障判别与分类。采用已公开数据对模型进行训练及超参数优化,并比较了提出的故障诊断模型与现有模型的准确性、精度、召回率及F1分数等性能评价指标。结果表明:相比于现有的故障诊断模型,所提方法具有更高的精度及召回率,验证了该故障诊断模型的准确性及可靠性,同时也说明该诊断方法对于实际工业应用中的滚动轴承故障诊断具备一定的理论参考价值。 展开更多
关键词 滚动轴承 故障诊断 去噪自动编码器 双向长短时记忆网络 卷积神经网络
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基于卷积特征提取及深度降噪网络的大规模MIMO系统信号检测 被引量:4
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作者 申滨 涂媛媛 +1 位作者 阳建 金龙康 《信号处理》 CSCD 北大核心 2024年第6期1030-1040,共11页
传统多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)信号检测算法受到天线数量和收发天线比例的限制,一般仅适用于少量天线、收发天线比例较低的情况。本文提出一种基于深度学习(Deep Learning,DL)的稀疏连接卷积降噪网络模型,用... 传统多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)信号检测算法受到天线数量和收发天线比例的限制,一般仅适用于少量天线、收发天线比例较低的情况。本文提出一种基于深度学习(Deep Learning,DL)的稀疏连接卷积降噪网络模型,用于大规模MIMO系统上行链路信号检测。首先,通过简化经典的检测网络(Detection Network,DetNet),改进ScNet(Sparsely Connected Neural Network)检测算法,引入卷积神经网络(Convolutional NeuralNetworks,CNN)对三通道输入数据提取特征以减少训练参数,提出一种SConv(SparselyConnected Convolutional Neural Network)检测算法。与DetNet算法相比,该算法可同时降低计算复杂度和提高检测精度。在此基础上,进一步基于CNN构建信号降噪模块,并嵌入SConv网络,提出一种卷积神经降噪(Sparsely Connected Convolutional Denoising,SConv-D)网络辅助的大规模MIMO检测算法。此算法检测过程分为两级,第一级由SConv算法提供初始估计值,再将初始估计值作为降噪过程的输入,并由此构成算法第二级。实验结果表明,本文提出的SConv-D算法适用于QPSK、4QAM及16QAM等多种信号调制模式,在高阶调制模式下获得的性能增益尤为明显。此外,该算法能够适应各种比例的收发天线及数量规模的系统配置,尤其是在收发天线数量相等的情况下亦能获得更优的性能。本文算法还克服了MMNet在高阶调制情况下的性能平台效应,在16QAM调制、收发天线数量相等的情况下,SConv-D在10^(-2)误比特率上能获得接近2 dB的性能增益。 展开更多
关键词 大规模MIMO 深度学习 稀疏连接 卷积神经网络 降噪
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基于残差密集块的激光遥感图像中目标检测方法 被引量:1
17
作者 李雪 刘悦 王青正 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第8期98-102,共5页
为了提高对目标检测的效果,提出基于残差密集块的激光遥感图像中目标检测方法。首先,设计基于残差密集块的卷积神经网络,在设计ReLU激活函数并完成网络训练后,基于含噪激光遥感图像的初步特征提取结果,利用单个卷积展开卷积映射处理,抽... 为了提高对目标检测的效果,提出基于残差密集块的激光遥感图像中目标检测方法。首先,设计基于残差密集块的卷积神经网络,在设计ReLU激活函数并完成网络训练后,基于含噪激光遥感图像的初步特征提取结果,利用单个卷积展开卷积映射处理,抽取出潜在干净图像。然后,通过聚类处理的方式,得到激光遥感图像中车辆目标的显著图,再利用大律法,通过建立的特征比例关系的方式检测出其中的目标信息。实验结果表明,应用该方法有效滤除激光遥感图像中的噪声,并精准检测出激光遥感图像中的车辆目标。相比于3种传统方法,该方法检测结果均值误差的最小值仅为0.0156,说明该方法有效实现了设计预期。 展开更多
关键词 激光遥感图像 残差密集块 卷积神经网络 聚类算法 大律法 目标检测 去噪处理
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基于纹理先验的扩张残差注意力相似性去噪网络 被引量:1
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作者 周先春 史振婷 +2 位作者 王子威 李婷 张影 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期75-89,共15页
目前,大多数基于卷积神经网络的图像去噪模型不能充分利用图像数据的冗余性,这限制了模型的表达能力。而且,为了有效去噪,往往将边缘信息用作先验知识,而纹理信息通常被忽略。针对这些问题,提出一种新的图像去噪网络,该网络首先使用注... 目前,大多数基于卷积神经网络的图像去噪模型不能充分利用图像数据的冗余性,这限制了模型的表达能力。而且,为了有效去噪,往往将边缘信息用作先验知识,而纹理信息通常被忽略。针对这些问题,提出一种新的图像去噪网络,该网络首先使用注意力相似性模块提取图像的全局相似性特征,通过平均池化来平滑和抑制注意力相似性模块中的噪声,以进一步提高网络性能;其次使用扩张残差模块来提取图像的局部和全局特征;最后使用全局残差学习增强网络从浅层到深层的去噪效果。此外,还设计一种纹理提取网络从噪声图像中提取局部二值模式以获取纹理信息,利用纹理信息作为先验知识,可在去噪过程中保留演化图像中的细节。实验结果表明,与一些先进的去噪网络相比,新提出的去噪网络在图像视觉上有很大改善、效率更高且峰值信噪比提高了2 dB左右,结构相似性提高了3%左右,更有利于实际应用。 展开更多
关键词 图像去噪 卷积神经网络 纹理信息 注意力相似性模块 扩张残差模块
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一种变转速电机转子-轴承系统故障智能诊断方法
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作者 樊红卫 孟瑾 +2 位作者 任众孚 曹现刚 张旭辉 《电机与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期195-210,共16页
针对变转速工况下电机转子-轴承系统的故障数据复杂和特征较难提取,提出一种角域重采样联合小波包去噪的时变信号处理方法和一种改进卷积神经网络。首先,利用角域重采样将时变信号变换为角域信号,再使用小波包软阈值法对信号进行去噪,... 针对变转速工况下电机转子-轴承系统的故障数据复杂和特征较难提取,提出一种角域重采样联合小波包去噪的时变信号处理方法和一种改进卷积神经网络。首先,利用角域重采样将时变信号变换为角域信号,再使用小波包软阈值法对信号进行去噪,去噪后信号作为深度学习模型输入;同时提出一种改进的第一层宽卷积核深度卷积神经网络,从卷积层、dropout和AdaBN等方面对故障诊断模型进行优化。基于自建实验平台开展正常、轴承故障、转子不平衡和转子弯曲4种状态下电机从0至1800 r/min加速工况的模型训练,准确率均达到99%以上。在模型测试中,采用高斯白噪声、色噪声和随机均匀分布噪声并以单一和混合方式添加至测试集中,对7种加噪数据进行模型评估。结果表明,在噪声强度大于信号强度情况下,7种噪声的准确率均在76%以上;在噪声强度等于信号强度情况下,准确率均在84%以上;在噪声强度小于信号强度的情况下,准确率均在88%以上,证明所提方法具有强的抗噪性和鲁棒性。 展开更多
关键词 电机 转子-轴承 变转速 故障诊断 角域重采样 小波包去噪 卷积神经网络
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融合四种注意力机制的多尺度残差地震数据去噪网络
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作者 高磊 樊星灿 +2 位作者 乔昊炜 闵帆 杨梅 《南京大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第5期763-775,共13页
去除随机噪声是地震数据处理的一个重要步骤.基于卷积神经网络的很多方法只考虑单尺度特征,不能自适应地线性聚合地震数据特征,因而难以去除复杂的噪声并保护弱信号.提出融合四种注意力机制的多尺度卷积残差地震去噪网络(MARN),它主要... 去除随机噪声是地震数据处理的一个重要步骤.基于卷积神经网络的很多方法只考虑单尺度特征,不能自适应地线性聚合地震数据特征,因而难以去除复杂的噪声并保护弱信号.提出融合四种注意力机制的多尺度卷积残差地震去噪网络(MARN),它主要包括三个部分:单尺度特征提取层、多尺度特征取层、特征恢复层.单尺度特征提取层使用单个相同卷积核提取全局特征.多尺度特征提取层包含多个残差多尺度注意力特征提取块(RMSAB),每块由多个多轴注意力多尺度特征融合块(MAFB)组成. MAFB包含三个结构:特征提取结构通过四种注意力机制提取局部细特征,特征融合结构融合四种注意力机制提取的特征,特征传输结构传递特征至特征恢复层.特征恢复层融合提取的单尺度和多尺度特征,获得去噪地震数据.实验结果表明,MARN不仅能更具针对性地去除随机噪声,还能更好地保留弱信号. 展开更多
关键词 去除随机噪声 卷积神经网络 多注意力机制 多尺度特征 残差网络
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