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双通道小波核-卷积神经网络轧机设备轴承诊断方法
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作者 时培明 肖立峰 +2 位作者 许学方 何俊杰 彭荣荣 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第2期335-344,共10页
轧机设备运行过程中产生的振动信号和声音信号包含丰富的状况信息,而使用单类传感器采集信号难以捕获轧机的全面信息。针对上述问题,提出一种基于双通道异源信息融合的小波核-卷积神经网络算法。首先,将采集的振动信号转换成二维小波时... 轧机设备运行过程中产生的振动信号和声音信号包含丰富的状况信息,而使用单类传感器采集信号难以捕获轧机的全面信息。针对上述问题,提出一种基于双通道异源信息融合的小波核-卷积神经网络算法。首先,将采集的振动信号转换成二维小波时频图作为二维卷积神经网络通道的输入;再设计一种小波核网络Wavelet kernel network (WKN)作为一维通道对声音信号进行处理;最后,将各通道提取的特征向量在汇聚层进行拼接,信息融合后实现对轧机设备的轴承状况诊断。为了验证该算法的有效性,搭建轧机状况实验平台。实验结果表明,在变工况下,双通道小波核-卷积神经融合网络对轧机轴承故障诊断准确率可达99%。 展开更多
关键词 故障诊断 轧机轴承 双通道卷积神经网络 小波卷积核
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共享超分的双分支遥感图像时空融合网络
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作者 方帅 张小溪 张晶 《电子学报》 北大核心 2025年第2期581-594,共14页
本文从空间维度和时间维度分析了场景弱变化区域和类型变化区域的融合规律、物理模型的差异性和效果上的互补性,提出了共享超分辨率的双分支(Shared Super-Resolution Dual-Branch,SSRDB)遥感图像时空融合算法.该算法具有如下3个特点:(1... 本文从空间维度和时间维度分析了场景弱变化区域和类型变化区域的融合规律、物理模型的差异性和效果上的互补性,提出了共享超分辨率的双分支(Shared Super-Resolution Dual-Branch,SSRDB)遥感图像时空融合算法.该算法具有如下3个特点:(1)构建了互补性的网络框架,虽然该框架是端到端的深度学习模型,但每个模块有各自的物理意义和任务,通过增加中间监督,分别实现空间维的超分建模,时间维的变化预测建模,以及两者优势互补的融合建模;(2)对变化预测的数学表示进行推演,利用一个非线性补偿模块,使得两分支共享超分模块,在共享超分模块和递归复用超分单元的双重策略下,显著降低了网络参数;(3)递归超分模块使用固定的2倍率超分单元,在有效监督和有效参考下,渐进式进行特征增强与图像重建,这可以有效提高超分精度,且通过调整超分单元个数,灵活适应不同倍率差异的时空融合任务.SSRDB算法在空间和光谱特性上以及变化区域上都展现了优秀的融合效果,RMSE(Root Mean Squared Error)、SAM(Spectral Angle Mapper)和SSIM(Structural Similarity)3个定量评价指标显示,在CIA(Coleambally lrrigation Area)数据集上分别优于次优方法 7.067%、2.065%、0.563%;在LGC(Lower Gwydir Catchment)数据集上分别优于次优方法5.319%、5.490%、1.455%;在Nanjing数据集上分别优于次优方法6.486%、16.290%、0.481%. 展开更多
关键词 遥感图像 时空融合 双分支 图像超分 卷积神经网络
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基于深度学习的癫痫异常信号检测和分类模型
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作者 王剑 成婷 +1 位作者 宋政阳 张一丁 《电子测量技术》 北大核心 2025年第17期113-124,共12页
癫痫是一种常见的神经系统疾病,其诊断主要依赖于脑电信号的分析。近年来,基于深度学习的方法在癫痫检测中得到了广泛应用,但这些方法通常依赖于单一的特征提取技术,且大多忽略了EEG信号的空间域特征。为了捕捉EEG信号的空域特征,研究... 癫痫是一种常见的神经系统疾病,其诊断主要依赖于脑电信号的分析。近年来,基于深度学习的方法在癫痫检测中得到了广泛应用,但这些方法通常依赖于单一的特征提取技术,且大多忽略了EEG信号的空间域特征。为了捕捉EEG信号的空域特征,研究人员尝试引入EEG的图表示,并结合图神经网络模型进行建模。然而,现有方法的图表示通常需要每个顶点遍历所有其他顶点来构建图结构,导致较高的时间复杂度,难以满足临床实时诊断的需求。针对上述挑战,首先提出了核心邻域图结构,在此基础上,进一步提出了基于双视图输入的癫痫自动检测和分类框架——DV-SeizureNet。该框架能够同时学习EEG信号的时域、频域和空域特征,实现癫痫异常检测和发作分类。在TUSZ数据集上的实验表明,DV-SeizureNet在癫痫检测任务中达到91.4%的准确率,优于现有最先进方法2.1%。在分类任务中,模型对4种癫痫发作类型的平均分类准确率为82.8%,F1-score为81.2%。DV-SeizureNet通过双视图学习框架,全面提取并融合EEG信号的时空频域特征,在癫痫异常检测和发作分类任务中表现优越,为临床诊断提供了可靠的辅助工具。 展开更多
关键词 癫痫检测 深度学习 EEG信号 双视图学习 图卷积神经网络 多尺度特征融合
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交互注意力融合的眼底图像分类方法 被引量:1
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作者 向凡 王茜玉 +2 位作者 蒋舒颖 李志明 张俊然 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第3期93-97,共5页
针对眼底图像分类任务中病灶区域比较分散、局部纹理细节相似度高的问题,提出一种融合Contextual Transformer(COT)与卷积神经网络(CNN)的并行网络。首先,为了充分发挥2个分支在提取全局与局部特征方面的优势,设计了一个新的交互融合模... 针对眼底图像分类任务中病灶区域比较分散、局部纹理细节相似度高的问题,提出一种融合Contextual Transformer(COT)与卷积神经网络(CNN)的并行网络。首先,为了充分发挥2个分支在提取全局与局部特征方面的优势,设计了一个新的交互融合模块,有效地建立两者特征信息之间的联系,同时学习不同尺度特征之间的依赖关系;其次,在Transformer中嵌入COT模块,探索相邻键对之间的远程相关性,更好地捕捉眼底图像病变的复杂分布情况;并在CNN分支引入非对称卷积模块,利用不同维度的卷积核细化局部纹理特征。在眼底图像ODIR公开数据集上,该模型获得93.4%的准确率,结果表明:该模型能有效融合全局和局部特征,在眼底图像分类方面具有较好的准确度。 展开更多
关键词 TRANSFORMER 卷积神经网络 双分支结构 交互融合 眼底图像分类
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数据与知识联合驱动的舰船目标细粒度分类
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作者 郭嘉胜 刘俊 +5 位作者 何兰 姜盼 薛安克 谷雨 韩利 张杰 《光电工程》 北大核心 2025年第6期35-48,共14页
在当前舰船细粒度分类任务中,仅依赖单一图像数据的方法,只能通过提取目标的图像特征进行分类,难以捕捉舰船本体与其部件间的复杂关系,致使识别精度受限和泛化性差。提出一种数据与知识联合驱动的舰船细粒度分类方法—DKSCN,首先利用目... 在当前舰船细粒度分类任务中,仅依赖单一图像数据的方法,只能通过提取目标的图像特征进行分类,难以捕捉舰船本体与其部件间的复杂关系,致使识别精度受限和泛化性差。提出一种数据与知识联合驱动的舰船细粒度分类方法—DKSCN,首先利用目标检测网络对舰船主体及其关键部位进行检测,通过设计图卷积网络并结合专家知识建立高级语义知识图结构,来捕捉舰船主体与其关键部位间的关系,在分类的过程中融入领域知识来合理化驱动数据。在自建数据集上的对比实验结果表明,所提方法在改善单一数据驱动模型局限性的同时提高分类精度。 展开更多
关键词 舰船识别 图卷积神经网络 数据知识联合驱动 细粒度分类
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基于深度卷积神经网络的雷达伺服转台消隙策略
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作者 鲍子威 吴影生 房景仕 《雷达科学与技术》 北大核心 2025年第1期101-108,118,共9页
精密雷达伺服转台传动机构会随着装备不断运行使用逐渐磨损,表现为齿隙随着机构的磨损逐渐增大。传统双电机消隙控制策略能够消除齿隙,但该策略需要基于控制经验及装备初始传动机构齿隙一次性配置完成,这会导致随着机构磨损消隙效果逐... 精密雷达伺服转台传动机构会随着装备不断运行使用逐渐磨损,表现为齿隙随着机构的磨损逐渐增大。传统双电机消隙控制策略能够消除齿隙,但该策略需要基于控制经验及装备初始传动机构齿隙一次性配置完成,这会导致随着机构磨损消隙效果逐渐变差,影响雷达跟踪精度。针对此缺陷,本文提出一种基于深度卷积神经网络(DCNN)的精密雷达伺服转台消隙策略,通过采集位置闭环传动轴振动数据,利用连续小波变换(CWT)得到时频图,作为DCNN训练输入,训练后得到识别模型,最后根据模型识别出伺服转台传动机构磨损程度来调整双电机消隙控制的偏置电流和拐点电流,通过对比实验验证了调整后消隙效果优于传统消隙方式,极大提高装备运行的可靠性,降低雷达伺服转台的维护成本。 展开更多
关键词 深度卷积神经网络 精密雷达伺服转台 双电机消隙 可靠性
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FTIR光谱结合CNN测定不同温度下的反应组分含量
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作者 韦怡 倪力伟 +1 位作者 许启跃 叶树亮 《化学研究与应用》 北大核心 2025年第9期2539-2546,共8页
为了解决不同反应温度下傅里叶变换中红外光谱(FTIR)模型无法共享的问题,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的定量温度校正模型。该模型由光谱和温度两个分支构成,光谱分支用于提取组分定量特征,温度分支用于进行温度补偿,将这两个分支... 为了解决不同反应温度下傅里叶变换中红外光谱(FTIR)模型无法共享的问题,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的定量温度校正模型。该模型由光谱和温度两个分支构成,光谱分支用于提取组分定量特征,温度分支用于进行温度补偿,将这两个分支输出的特征向量相加融合,再经过全连接层输出待测组分含量的预测值。以不同温度和质量比的丙烯酸、聚丙烯酸和水的混合溶液为实验样品,利用双输入CNN建立了丙烯酸和聚丙烯酸的定量模型,将其预测结果与偏最小二乘(PLS)单温度模型和PLS全温度模型结果进行比较。结果显示,双输入CNN模型对丙烯酸和聚丙烯酸的预测性能最优,其测试集的均方根误差相比PLS单温度模型分别降低了42.93%、66.61%,相比PLS全温度模型分别降低了34.65%、51.16%。基于已建模型对不同温度下的丙烯酸聚合反应进行定量分析,双输入CNN模型对丙烯酸的平均绝对误差为0.1748%,对聚丙烯酸的平均绝对误差为0.2818%。结果表明,双输入CNN模型具有较高的预测精度,可以对不同温度下的聚合反应进行准确有效地在线分析。 展开更多
关键词 傅里叶变换红外光谱 卷积神经网络 双输入融合模型 温度校正 反应组分定量
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双注意力驱动的微小缺陷识别方法研究
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作者 邹林丰 邓耀华 +1 位作者 陈冠浩 张紫琳 《中国测试》 北大核心 2025年第3期162-169,共8页
针对深度卷积提取过程中微小缺陷特征消失问题,该文提出融合双注意力机制和跃进残差结构的微小缺陷识别深度卷积网络模型,该模型在训练过程中分别在通道维度和空间维度将权重更多地偏向目标特征,更多地关注到微小缺陷特征,抑制冗余缺陷... 针对深度卷积提取过程中微小缺陷特征消失问题,该文提出融合双注意力机制和跃进残差结构的微小缺陷识别深度卷积网络模型,该模型在训练过程中分别在通道维度和空间维度将权重更多地偏向目标特征,更多地关注到微小缺陷特征,抑制冗余缺陷特征;同时为了进一步缓解深度卷积中微小缺陷特征消失的问题,设计跃进残差结构通过少量的支路连接将微小缺陷特征传递到深层网络,既减少微小缺陷特征漏检,同时提高支路卷积计算速度。以实际采集的布匹缺陷数据集开展模型测试实验。该文提出的模型相比于ResNet50、ResNet101,微小缺陷的识别率分别提高6.79%和6.88%,证明该文模型在微小缺陷识别任务中的有效性。 展开更多
关键词 微小缺陷识别 双注意力机制 残差网络 深度卷积神经网络
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基于小波分解与动态密集空洞卷积的双分支神经网络水印算法
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作者 李敬有 席晓天 +1 位作者 魏荣乐 张光妲 《信息网络安全》 北大核心 2025年第5期828-839,共12页
基于深度学习的数字水印算法主要倾向于向载体图像的中高频区域嵌入水印信息,只使用卷积神经网络将水印信息映射到载体图像的特征空间中,忽略了频域算法的作用。文章提出一种基于小波分解与动态密集空洞卷积的双分支神经网络水印算法,... 基于深度学习的数字水印算法主要倾向于向载体图像的中高频区域嵌入水印信息,只使用卷积神经网络将水印信息映射到载体图像的特征空间中,忽略了频域算法的作用。文章提出一种基于小波分解与动态密集空洞卷积的双分支神经网络水印算法,通过使用小波分解,更好地引导水印信息的嵌入和提取。该算法运用离散小波变换处理载体图像与水印图像,将其分解为高频信息和低频信息,再使用神经网络进行针对性学习,使用动态密集空洞卷积在减少神经网络层数的情况下,扩大感受野,增强捕捉全局信息的能力,也能避免使用过多的池化层影响重建图像的质量。实验表明,该算法拥有良好的不可见性和鲁棒性。 展开更多
关键词 双分支神经网络 离散小波变换 空洞卷积 数字水印
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相近色干扰下大型变电站玻璃绝缘子目标识别算法
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作者 陈赟 张英 +1 位作者 李端姣 刘建明 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第4期478-485,共8页
【目的】在大型变电站监控系统中,玻璃绝缘子的目标识别是确保电力设备安全运行的重要环节。然而,受环境复杂性和图像采集条件的限制,玻璃绝缘子图像往往存在清晰度差、相近色干扰等问题,导致目标识别困难,直接影响变电站的安全监控效... 【目的】在大型变电站监控系统中,玻璃绝缘子的目标识别是确保电力设备安全运行的重要环节。然而,受环境复杂性和图像采集条件的限制,玻璃绝缘子图像往往存在清晰度差、相近色干扰等问题,导致目标识别困难,直接影响变电站的安全监控效果。【方法】为了解决这一问题,提出一种相近色干扰下大型变电站玻璃绝缘子目标识别算法。针对图像清晰度不足和相近色干扰问题,将原始图像从RGB空间转换为HSV空间。通过精细分解HSV空间的色相H、饱和度S和亮度V分量,计算特征差值,增强图像的色彩表现和视觉效果,从而有效消除相近色干扰。采用自适应阈值分割技术,结合HSV空间的色彩特征,对图像进行精确分割,分离出玻璃绝缘子目标区域与复杂背景。设计了一种双尺度分类卷积神经网络(CNN),通过多尺度特征提取和分类,实现对复杂背景下玻璃绝缘子的高精度目标识别。该网络结合了局部细节和全局上下文信息,进一步提升了识别的鲁棒性和准确性。【结果】实验结果表明,研究提出的算法应用优势显著。在色彩增强方面,通过HSV空间的特征差值计算,显著提升了图像的色彩对比度和视觉效果,有效消除了相近色干扰。在图像分割性能上,自适应阈值分割技术能够精确分离玻璃绝缘子目标区域与复杂背景,分割准确性达到较高水平。在目标识别方面,双尺度分类卷积神经网络在复杂背景下表现出较强的抗干扰能力,对玻璃绝缘子的识别精度显著高于传统方法。【结论】研究提出的相近色干扰下大型变电站玻璃绝缘子目标识别算法,通过色彩增强、自适应阈值分割和双尺度分类卷积神经网络的有机结合,成功解决了图像清晰度不足和相近色干扰导致的目标识别难题。该算法在色彩增强、分割性能和抗干扰能力上均表现出色,能够高效、准确地识别玻璃绝缘子目标,为大型变电站的安全监控提供了可靠的技术保障。 展开更多
关键词 相近色干扰 大型变电站 复杂背景 玻璃绝缘子 目标识别 自适应阈值分割 色彩增强 双尺度分类卷积神经网络
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改进YOLOv5的织物缺陷检测方法 被引量:4
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作者 朱磊 王倩倩 +2 位作者 姚丽娜 潘杨 张博 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2024年第20期302-311,共10页
为了在不增加网络参数量的条件下提升深度学习方法对织物缺陷检测的精度,提出了一种基于改进YOLOv5的织物缺陷检测方法。通过深度卷积改造通道注意力,剪裁最大池化优化空间注意力,并通过二者构建的双级联注意力机制来搭建特征提取子网络... 为了在不增加网络参数量的条件下提升深度学习方法对织物缺陷检测的精度,提出了一种基于改进YOLOv5的织物缺陷检测方法。通过深度卷积改造通道注意力,剪裁最大池化优化空间注意力,并通过二者构建的双级联注意力机制来搭建特征提取子网络,从而提高网络对缺陷区域纹理和语义特征的提取能力;采用鬼影混洗卷积改进特征融合子网络,强化对提取特征的筛选,在降低模型参数量的同时,改善缺陷信息丢失和无效信息冗余问题;在检测端引入具有角度损失的新型损失函数SIOU,来促进真实框和预测框的拟合并提升对缺陷预测的准确性。实验结果表明:改进的YOLOv5方法在降低YOLOv5基准模型复杂度和计算量的同时,与YOLOv7等六种先进方法相比,可获得更高的检测精度,相较原模型mAP@0.5值提高了2.6个百分点,mAP@0.5:0.9值提高了1.3个百分点。 展开更多
关键词 织物缺陷检测 卷积神经网络 YOLOv5 双级联注意力机制 损失函数
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基于DCGCN模型的海上风电场超短期功率预测 被引量:8
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作者 黄玲玲 石孝华 +2 位作者 符杨 刘阳 应飞祥 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第15期64-72,共9页
图卷积网络(GCN)具有很强的数据关联挖掘能力,近年来在风电功率预测领域获得了广泛关注。然而,传统的基于GCN模型的超短期风电功率预测难以同时处理影响风电功率的两大核心因素(风速与机组状态信息)的双模态问题,基于此,提出了一种基于... 图卷积网络(GCN)具有很强的数据关联挖掘能力,近年来在风电功率预测领域获得了广泛关注。然而,传统的基于GCN模型的超短期风电功率预测难以同时处理影响风电功率的两大核心因素(风速与机组状态信息)的双模态问题,基于此,提出了一种基于双通道图卷积网络(DCGCN)的海上风电场超短期功率预测模型。首先,建立以理论功率曲线为基准的机组状态指标模型,定量表征机组状态变化对其发电能力的影响;其次,构建海上风电场图拓扑,建立基于风速和状态邻接矩阵的风电场各机组捕获的风速与机组状态信息的关联关系模型;最后,建立基于DCGCN的风电场超短期功率预测方法。算例结果表明,所提模型有助于提高风电场功率预测模型的训练效率和预测精度。 展开更多
关键词 超短期功率预测 图卷积网络 海上风电场 功率曲线 双通道神经网络
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基于双层注意力和深度自编码器的时间序列异常检测模型 被引量:2
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作者 尹春勇 赵峰 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2024年第5期826-835,共10页
目前时间序列通常具有弱周期性以及高度复杂的相关性特征,传统的时间序列异常检测方法难以检测此类异常。针对这一问题,提出了一种新的无监督时间序列异常检测模型(DA-CBG-AE)。首先,使用新型滑动窗口方法,针对时间序列周期性设置滑动... 目前时间序列通常具有弱周期性以及高度复杂的相关性特征,传统的时间序列异常检测方法难以检测此类异常。针对这一问题,提出了一种新的无监督时间序列异常检测模型(DA-CBG-AE)。首先,使用新型滑动窗口方法,针对时间序列周期性设置滑动窗口大小;其次,采用卷积神经网络提取时间序列高维度空间特征;然后,提出具有堆叠式Dropout双向门循环单元网络作为自编码器的基本结构,从而捕捉时间序列的相关性特征;最后,引入双层注意力机制,进一步提取特征,选择更加关键的时间序列,从而提高异常检测准确率。为了验证该模型的有效性,将DA-CBG-AE与6种基准模型在8个数据集上进行比较。最终的实验结果表明,DA-CBG-AE获得了最优的F1值(0.863),并且其检测性能相比最新的基准模型Tad-GAN高出25.25%。 展开更多
关键词 异常检测 双层注意力机制 自编码器 卷积神经网络 双向门循环单元
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基于空频特征融合的双流晶圆缺陷分类网络
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作者 陈晓雷 温润玉 +2 位作者 杨富龙 李正成 沈星阳 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第8期56-67,共12页
晶圆缺陷模式分类在晶圆制造过程中扮演着至关重要的角色,准确识别晶圆缺陷能够确定缺陷产生的根本原因,进而定位生产流程中的问题。然而,现有深度学习晶圆缺陷分类方法仅从空间域或者频率域出发进行网络设计,未能实现空频信息的相互补... 晶圆缺陷模式分类在晶圆制造过程中扮演着至关重要的角色,准确识别晶圆缺陷能够确定缺陷产生的根本原因,进而定位生产流程中的问题。然而,现有深度学习晶圆缺陷分类方法仅从空间域或者频率域出发进行网络设计,未能实现空频信息的相互补充与融合,限制了晶圆缺陷分类准确性的进一步提高。针对这一问题,提出了一种基于空间域和频率域特征融合的双流晶圆缺陷分类网络—SFWD-Net。该网络利用提出的多尺度特征提取卷积模块和多视角注意力模块构成空间流分支提取晶圆图的空间信息,利用离散小波变换构成频率流分支提取晶圆图的频率信息,空频信息融合后再进行缺陷分类。在大规模半导体晶圆图数据集WM-811K的实验证明,SFWD-Net由于同时从空间域和频率域出发进行网络设计,其分类准确度达到99.2992%,优于其他5种先进方法,能够显著提高晶圆缺陷分类的精度。 展开更多
关键词 晶圆缺陷分类 双流网络 小波变换 注意力机制 卷积神经网络
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基于双分支特征聚合网络的车辆检测算法
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作者 吕蒙 毛盛辉 +2 位作者 柴亮 高鹏飞 时蕾 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2024年第22期240-250,共11页
车辆目标检测是自动驾驶的重要环节,现有的车辆目标检测算法在特征提取方面没有充分考虑卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和Transformer各自的优缺点,一定程度上限制了网络的整体性能。提出了一种由CNN和Transformer组... 车辆目标检测是自动驾驶的重要环节,现有的车辆目标检测算法在特征提取方面没有充分考虑卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和Transformer各自的优缺点,一定程度上限制了网络的整体性能。提出了一种由CNN和Transformer组成的双分支特征聚合网络。在编码阶段,基于CNN和Transformer各自的优势,构建了双分支主干网络来提取原始图像的特征信息;通过设计的多级别空间注意力模块和双支路特征聚合模块,使两个分支间的特征信息相互引导学习;通过构建的双分支注意力模块来进一步减少深层神经网络中特征信息的丢失。在实验部分通过消融实验和对比实验进一步验证了所提算法的有效性,其相比主流的目标检测算法,在mAP(mean average precision)指标上提升了约3.5%。 展开更多
关键词 车辆目标检测 卷积神经网络(CNN) TRANSFORMER 双分支 引导学习
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特征图组合的双流CNN手指关节角度连续运动预测方法研究
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作者 武岩 曹崇莉 +2 位作者 李奇 姬鹏辉 张航 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2024年第11期119-128,共10页
针对基于表面肌电(surface electromyography,sEMG)信号手指关节角度连续运动预测时序信息提取不足、预测准确率较低的问题,提出了一种基于特征图组合(feature map combinations,FMC)的双流卷积神经网络(dual-stream convolutional neur... 针对基于表面肌电(surface electromyography,sEMG)信号手指关节角度连续运动预测时序信息提取不足、预测准确率较低的问题,提出了一种基于特征图组合(feature map combinations,FMC)的双流卷积神经网络(dual-stream convolutional neural network,DCNN)预测方法。提取sEMG信号的特征信息,采用滑动窗方式将特征信息进行特征图组合,表达特征的时间连贯性以提取sEMG信号的时序信息,通过DCNN网络在时间、空间维度对组合后的特征图提取深层特征,提高手指关节角度连续运动预测效果。在NinaPro-DB8数据集上进行实验,结果表明:在3类不同自由度(18个、5个、3个)的相关方法比较中,健康受试者的R2值分别提高了7.9%、16.8%和17.8%;截肢受试者的R2值分别提高了9.6%、14.3%和10.3%。 展开更多
关键词 SEMG 连续运动预测 特征图组合 双流卷积神经网络
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利用卷积神经网络开展偏振雷达定量降水估测研究 被引量:6
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作者 蔡康龙 胡志群 +4 位作者 谭浩波 黄锦灿 张伟强 张晶晶 植江玲 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期64-74,共11页
利用偏振升级改造后的广州新一代天气雷达(CINRAD/SAD)水平反射率ZH、差分传播相移率KDP、差分反射率因子ZDR和广东佛山219个地面气象自动站雨量数据,形成不同偏振量组合的8个数据集。基于卷积神经网络(CNN),建立雷达定量降水估测网络架... 利用偏振升级改造后的广州新一代天气雷达(CINRAD/SAD)水平反射率ZH、差分传播相移率KDP、差分反射率因子ZDR和广东佛山219个地面气象自动站雨量数据,形成不同偏振量组合的8个数据集。基于卷积神经网络(CNN),建立雷达定量降水估测网络架构QPEnet,并将该架构用于雷达定量降水估测(QPE),评估结果表明:数据集通道数N的增加可降低QPEnet的定量降雨估测的均方根误差(RMSE),并提高相关系数(CORR);对于由ZH形成的数据集Z、Z_1~3 km和Z_6 min,随着通道数N的增加,数据集Z、Z_1~3 km和Z_6 min的性能逐步得到提高,数据集Z_1~3 km和Z_6 min的均方根误差(RMSE)分别是4.71和3.78,比数值集Z分别降低了1.3%和18.7%;数据集Z_1~3 km和Z_6 min的CORR分别是0.82和0.88,比数据集Z分别提高了2.5%和10.0%;对于ZH、KDP和ZDR偏振量组成的数据集里面,数据集Z_ZDR_KDP的拟合性能最好,RMSE为3.97,比数据集Z的RMSE降低了14.6%,CORR是0.86,比数据集Z提高了7.5%;分别对0.6~5 mm、5~10 mm、10~20 mm、20~30 mm、30~40 mm、40~50 mm和50 mm以上的7个降水量级的均方根误差(RMSE)、平均偏差比(MBR)、平均误差(AE)和相对误差(RE)等的统计结果表明,数据集Z_6 min降雨精度最高。 展开更多
关键词 定量降水估测 卷积神经网络 S波段双偏振雷达 测雨精度
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基于全变分正则项展开的迭代去噪网络 被引量:2
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作者 侯瑞峰 张鹏程 +4 位作者 张丽媛 桂志国 刘祎 张浩文 王书斌 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2024年第3期916-921,共6页
针对神经网络训练存在解释能力差以及不稳定问题,提出一种基于CP(Chambolle-Pock)算法求解的全变分(TV)正则项展开去噪网络(CPTV-Net),用于解决低剂量计算机断层扫描(LDCT)图像去噪问题。首先,向L1正则项模型引入TV约束项,以保留图像的... 针对神经网络训练存在解释能力差以及不稳定问题,提出一种基于CP(Chambolle-Pock)算法求解的全变分(TV)正则项展开去噪网络(CPTV-Net),用于解决低剂量计算机断层扫描(LDCT)图像去噪问题。首先,向L1正则项模型引入TV约束项,以保留图像的结构信息;其次,采用CP算法对去噪模型进行求解并得出具体迭代步骤,保证算法的收敛性;最后,借助浅层卷积神经网络学习线性操作的原始对偶变量迭代公式,用神经网络计算模型的解,并通过收集网络参数优化合并数据。在模拟和真实LDCT数据集上的实验结果表明,与残差编码器-解码器卷积神经网络(REDCNN)、TED-Net(Transformer Encoder-decoder Dilation Network)等五种先进的去噪方法相比,CPTV-Net具有较优的峰值信噪比(PSNR)、结构相似度(SSIM)和视觉信息保真度(VIF)评估值,能生成去噪效果明显和细节保留最为完整的LDCT图像。 展开更多
关键词 计算机断层扫描 模型驱动 原始对偶算法 卷积神经网络 图像去噪
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基于双输入输出卷积神经网络代理模型的油藏自动历史拟合研究 被引量:1
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作者 陈旭 张凯 +3 位作者 刘晨 张金鼎 张黎明 姚军 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期165-177,共13页
传统油藏自动历史拟合方法需进行多次计算耗时的油藏数值模拟,而深度学习代理模型可以实现高效且精度近似的油藏数值模拟替代计算。在基于深度学习代理模型的油藏自动历史拟合方法中,通常将采用油藏自动历史拟合方法进行调整的油藏不确... 传统油藏自动历史拟合方法需进行多次计算耗时的油藏数值模拟,而深度学习代理模型可以实现高效且精度近似的油藏数值模拟替代计算。在基于深度学习代理模型的油藏自动历史拟合方法中,通常将采用油藏自动历史拟合方法进行调整的油藏不确定性参数作为深度学习代理模型的输入参数。现有的深度学习代理模型常为单一输入输出的神经网络模型架构,并未考虑油藏自动历史拟合方法需要对多个油藏不确定性参数进行调整,且需要训练多个深度学习代理模型以实现对油藏含水饱和度场分布及压力场分布的预测。为此,提出了一种基于双输入输出卷积神经网络代理模型的油藏自动历史拟合方法,将油藏渗透率场分布及相对渗透率参数作为输入,使用双输入输出卷积神经网络同时对油藏含水饱和度场分布及压力场分布进行预测,利用Peaceman方程计算产量,并耦合到多重数据同化集合平滑器(ES-MDA)方法中,对油藏渗透率场分布及相对渗透率参数进行反演更新,实现较为高效的油藏自动历史拟合求解。研究结果表明:双输入输出卷积神经网络代理模型在指定时间步的油藏含水饱和度场分布、压力场分布的预测精度均为93%以上。相较于传统油藏自动历史拟合方法,基于双输入输出卷积神经网络代理模型的油藏自动历史拟合方法避免了多次调用油藏数值模拟器的计算耗时问题,提高了拟合效率。 展开更多
关键词 油藏自动历史拟合 油藏数值模拟 深度学习 代理模型 双输入输出卷积神经网络
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用于低剂量CT图像去噪的多级双树复小波网络 被引量:2
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作者 张鲁 田春伟 +1 位作者 宋焕生 刘侍刚 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期266-275,共10页
基于卷积神经网络(CNN)的图像去噪方法能有效去除低剂量计算机断层扫描(CT)图像伴随的伪影和噪声,从而确保CT设备输出高质量图像同时降低辐射,这对患者健康和医学诊断具有重要意义。为了进一步提高低剂量CT图像的质量,提出一种小波域去... 基于卷积神经网络(CNN)的图像去噪方法能有效去除低剂量计算机断层扫描(CT)图像伴随的伪影和噪声,从而确保CT设备输出高质量图像同时降低辐射,这对患者健康和医学诊断具有重要意义。为了进一步提高低剂量CT图像的质量,提出一种小波域去噪网络MDTNet。首先,基于双树复小波变换(DTCWT)构造多级编解码去噪网络,在多个尺度上提取特征以保留更多高频细节;然后,利用扩展的像素重排技术替代卷积上下采样,实现多级输入和特征融合,从而降低计算复杂度;最后,通过大量训练找到最佳的去噪模型,即二级MDTNet配合LeGall滤波器和Qshift_b滤波器,并选择较大尺寸的CT图像作为训练数据。使用AAPM数据集评估MDTNet的性能,实验结果表明,MDTNet能有效去除条纹状伪影和噪声,在定量和定性评估中性能均优于同类型去噪方法。与FWDNet相比,对于1 mm的切片,MDTNet的平均峰值信噪比(PSNR)和结构相似性指数(SSIM)分别提高了0.0887 dB和0.0024;对于3 mm的切片,分别提升了0.1443 dB和0.003。对于单张512×512像素的低剂量CT图像去噪,MDTNet在GPU上仅需0.193 s。MDTNet在保持高效率的同时保留了更多的高频细节,能够为低剂量CT图像去噪提供一种新的框架。 展开更多
关键词 低剂量CT图像 图像去噪 卷积神经网络 双树复小波变换 像素重排
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