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基于Rényi差分隐私的图卷积协同过滤推荐算法 被引量:1
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作者 王锟 王永 +1 位作者 刘金源 邓江洲 《软件学报》 北大核心 2025年第3期1202-1217,共16页
近年来,图卷积网络作为一种强大的图嵌入技术在推荐系统领域得到广泛应用.主要原因是推荐系统中大多数信息可以建模为图结构,而图卷积网络是一种基于图结构的深度学习模型,有助于挖掘图数据中用户和项目之间的潜在交互,从而提高推荐系... 近年来,图卷积网络作为一种强大的图嵌入技术在推荐系统领域得到广泛应用.主要原因是推荐系统中大多数信息可以建模为图结构,而图卷积网络是一种基于图结构的深度学习模型,有助于挖掘图数据中用户和项目之间的潜在交互,从而提高推荐系统的性能.由于推荐系统的建模通常需要收集和处理大量的敏感数据,因此可能会面临隐私泄露的风险.差分隐私是一种具有坚实理论基础的隐私保护模型,已被广泛应用于推荐系统中解决用户隐私泄露的问题.目前基于差分隐私的研究主要是面向独立同分布的数据模型.然而,在基于图卷积网络的推荐系统中,数据之间关联性强且不具有独立性,这使得现有方法难以对其进行有效的隐私保护处理.为解决该问题,提出基于Rényi差分隐私的图卷积协同过滤推荐算法RDP-GCF,旨在保护用户与项目交互数据安全的前提下,实现隐私性和效用性之间的平衡.该算法首先利用图卷积网络学习用户/项目的嵌入向量;然后,采用高斯机制对嵌入向量进行随机化处理,同时基于采样的方法放大隐私预算,减少差分噪声注入量,以提升推荐系统的性能;最后,通过加权融合的方式得到用户/项目的最终嵌入向量,并应用于推荐任务.在3组公开数据集上进行实验验证.结果表明,与现有同类方法相比,所提算法能更好地实现隐私保护与数据效用之间的平衡. 展开更多
关键词 推荐系统 协同过滤 图卷积网络 隐私保护 Rényi差分隐私
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基于多序列MRI的2.5D卷积神经网络鉴别脑膜瘤的多中心研究
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作者 郭开灿 刘婷 +5 位作者 刘高元 张勇 刘祥雏 鲁忠燕 周元林 李兵 《磁共振成像》 北大核心 2025年第2期20-28,共9页
目的探讨基于T2WI、DWI和T1增强序列的2.5D卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)在脑膜瘤鉴别诊断中的价值。材料与方法在A、B、C三家医院回顾性收集手术病理证实的脑膜瘤及影像表现与之类似的非脑膜瘤病例共674例,在A医院... 目的探讨基于T2WI、DWI和T1增强序列的2.5D卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)在脑膜瘤鉴别诊断中的价值。材料与方法在A、B、C三家医院回顾性收集手术病理证实的脑膜瘤及影像表现与之类似的非脑膜瘤病例共674例,在A医院收集的414例中脑膜瘤为178例,非脑膜瘤为236例,B医院的95例中脑膜瘤为41例,非脑膜瘤为54例,C医院收集的165例中脑膜瘤为78例,非脑膜瘤87例。将所有病例分为5类:孤立性纤维瘤/血管周细胞瘤(Class 0)、脑膜瘤(Class 1)、淋巴瘤(Class 2)、转移瘤(Class 3)、软骨来源及其他类似肿瘤(Class 4)。以A医院队列为训练集,以B医院队列为测试集、C医院队列为验证集,分别基于MRI征象和输入的MRI图像构建梯度决策树(Gradient Boosted Decision Trees,GBDT)模型和三种2.5D CNNs模型(ResNet50、DenseNet169、ResNext50_32x4d)中,在综合比较模型间的性能差异后筛选出最优模型。6位具有不同诊断工作经验的放射医师(初级、中级和高级职称医师各2名)对验证集病例进行独立诊断,评估最优模型与不同经验医师诊断结果的一致性。结果在4种多分类诊断模型中,ResNext50_32x4d模型被判定为最优模型,在训练集、测试集和验证集中的准确度分别为86.7%、82.1%、80.6%;6位具有不同诊断经验的放射医师(医师A~F)在测试集中的准确度分别为61.2%、66.3%、72.1%、77.9%、80.1%、83.2%,最优模型与2位高级职称放射医师的诊断结果具有较好的一致性,组内相关系数(intra-class correlation coefficient,ICC)分别为0.735、0.862。结论基于MRI多序列的2.5D CNN模型在脑膜瘤的鉴别诊断中具有良好的分类预测性能,可为诊断决策提供有价值的参考。 展开更多
关键词 脑膜瘤 磁共振成像 深度学习 卷积神经网络 鉴别诊断
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多尺度语义收敛差分算子的命名实体识别方法
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作者 杨采薇 陈艳平 +1 位作者 秦永彬 黄瑞章 《中文信息学报》 北大核心 2025年第6期99-109,118,共12页
平面化句子表示是将传统的一维句子向量映射到二维的语义平面,其中每个单元代表了一个跨度,并与邻近的单元共享上下文语义,这会导致具有真实语义的跨度单元存在语义扩散到相邻单元导致语义混淆的问题。基于此,该文提出多尺度语义收敛差... 平面化句子表示是将传统的一维句子向量映射到二维的语义平面,其中每个单元代表了一个跨度,并与邻近的单元共享上下文语义,这会导致具有真实语义的跨度单元存在语义扩散到相邻单元导致语义混淆的问题。基于此,该文提出多尺度语义收敛差分算子的命名实体识别方法。首先利用预训练模型将句子表示为包含上下文信息的字符嵌入向量;其次通过多头双仿射将字符嵌入向量映射为平面化句子表示,平面化句子表示中的每个单元代表所包含的跨度信息;然后,采用差分信息来表征跨度单元的上下文语义突变及细节特征,从而聚合语义强度和梯度信息;最后,通过解码器识别实体类型。该模型在嵌套实体ACE2005英文、中文数据集和扁平实体CoNLL2003数据集上进行实验,F_(1)值分别达到了86.85%,89.43%和93.05%。实验结果表明,与其他现有主流模型相比,该模型能更好地识别命名实体。 展开更多
关键词 命名实体识别 平面化句子表示 差分卷积 收敛实体语义
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双路径编码和跨级解耦的视网膜血管分割
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作者 张蓉蓉 吕晓琪 +2 位作者 李菁 谷宇 刘传强 《光学精密工程》 北大核心 2025年第14期2242-2261,共20页
视网膜血管分割是眼科疾病诊断的重要基础,但现有方法存在细小血管漏检、病理干扰影响及特征耦合等问题,因此本文提出一种双分支卷积路径特征提取与跨级特征解耦的网络。首先,该网络在编码器中通过多向差分残差模块多方向提取血管边缘特... 视网膜血管分割是眼科疾病诊断的重要基础,但现有方法存在细小血管漏检、病理干扰影响及特征耦合等问题,因此本文提出一种双分支卷积路径特征提取与跨级特征解耦的网络。首先,该网络在编码器中通过多向差分残差模块多方向提取血管边缘特征,捕捉细微的血管结构。其次,设计协同注意力动态融合模块实现双分支路径卷积特征的动态互补,更好地聚合编码信息。最后,在两个U-Net的跳跃连接部分采用通道交互动态缩放模块,实现跨级特征解耦,增强其特征表达,解决传统U-Net的特征混淆问题。所提出的方法在四个公开的数据集DRIVE,CHASEDB1,STARE和IO⁃STAR中进行了充分的验证,本文算法的F1分数分别是82.47%,80.71%,81.44%,82.01%,灵敏度分别是80.96%,80.23%,74.69%,76.92%;而LadderNet算法的F1分数分别是81.66%,80.16%,80.92%,79.69%,灵敏度分别是77.06%,78.88%,73.64%,71.24%。与现有方法相比,本文方法在视网膜血管分割任务中表现出良好的鲁棒性和优越的分割性能。 展开更多
关键词 视网膜血管 图像分割 多向差分卷积 动态特征融合 注意力机制
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超声卷积神经网络模型辅助鉴别颈部淋巴结淋巴瘤与不典型反应性增生
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作者 胡海涛 贾芳 王晓荣 《中国医学影像技术》 北大核心 2025年第6期903-907,共5页
目的观察超声卷积神经网络(CNN)模型辅助鉴别颈部淋巴结淋巴瘤与不典型反应性增生的价值。方法回顾性纳入颈部淋巴结淋巴瘤及不典型反应性增生各335例,以其中520例(淋巴瘤及不典型反应性增生各260例)为开发组、150例为验证组(淋巴瘤及... 目的观察超声卷积神经网络(CNN)模型辅助鉴别颈部淋巴结淋巴瘤与不典型反应性增生的价值。方法回顾性纳入颈部淋巴结淋巴瘤及不典型反应性增生各335例,以其中520例(淋巴瘤及不典型反应性增生各260例)为开发组、150例为验证组(淋巴瘤及不典型反应性增生各75例)。按7∶3比例于开发组划分训练集(淋巴瘤及不典型反应性增生各182例)与测试集(含淋巴瘤及不典型反应性增生各78例)。于每例选取1个靶淋巴结,纳入其灰阶超声图及CDFI各1幅用于训练、测试CNN模型及验证模型辅助效能。基于训练集超声图像构建并训练AlexNet、VGG16、ResNet18、DenseNet161、EfficientNet-B0共5种CNN模型并以测试集进行测试,以分类准确率最高者为最佳模型,观察其辅助鉴别颈部淋巴结淋巴瘤与不典型反应性增生的效能。结果5种CNN模型中,ResNet18模型在测试集的准确率最高(78.21%),为最佳模型;以之辅助鉴别颈部淋巴结淋巴瘤与不典型反应性增生的敏感度、特异度及准确率均高于医师独立诊断(P均<0.01)。结论所构建的ResNet18模型可有效辅助鉴别颈部淋巴结淋巴瘤与不典型反应性增生。 展开更多
关键词 头颈部肿瘤 淋巴瘤 增生 超声检查 诊断 鉴别 卷积神经网络
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全息梯度差分卷积的图像分类网络
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作者 袁姮 霍欣燃 姜文涛 《自动化学报》 北大核心 2025年第9期2106-2130,共25页
为解决传统图像分类方法边缘信息提取模糊、多尺度特征聚合不充分的问题,提出全息梯度差分卷积的图像分类网络(HGDNet).HGDNet以ResNet-34为基础网络,通过设计全息梯度差分卷积(HGDConv)与多尺度特征聚合细化模块(FARM)实现对图像特征... 为解决传统图像分类方法边缘信息提取模糊、多尺度特征聚合不充分的问题,提出全息梯度差分卷积的图像分类网络(HGDNet).HGDNet以ResNet-34为基础网络,通过设计全息梯度差分卷积(HGDConv)与多尺度特征聚合细化模块(FARM)实现对图像特征的高效提取与精细聚合.HGDConv通过设计0°、45°、90°、135°四个角度的梯度差分操作,结合传统卷积的特性,有效拓宽感受野,提高对图像多角度特征的捕获能力,显著增强了网络在细节特征和边缘信息上的表达能力.FARM通过通道注意力机制动态调整特征通道的重要性,提升特征选择的精准性,进一步优化特征提取与融合;同时,FARM结合全局特征集成和多尺度特征细化,在捕捉全局语义信息的同时,对关键区域进行细化处理,有效减少冗余信息并增强重要特征表达.实验结果表明,HGDNet在CIFAR-10、CIFAR-100、SVHN、STL-10、Imagenette和Imagewoof上均表现出优异的分类性能,相较于当前先进方法准确率显著提升.此外,HGDConv作为一个即插即用的卷积,与其他卷积相比也展现出更好的特征表示能力. 展开更多
关键词 图像分类 差分卷积 特征融合 多尺度特征聚合
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基于特征分离和全局上下文的红外小目标检测方法
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作者 任勇 朵琳 《吉林大学学报(理学版)》 北大核心 2025年第5期1437-1446,共10页
针对基于单帧红外小目标检测存在的难题,提出一种基于特征分离和全局上下文的红外小目标检测方法.首先,针对小目标特征不足的问题,设计特征分离模块,通过中心差分卷积捕获目标背景对比度差异,结合快速Fourier卷积提取边缘梯度信息,实现... 针对基于单帧红外小目标检测存在的难题,提出一种基于特征分离和全局上下文的红外小目标检测方法.首先,针对小目标特征不足的问题,设计特征分离模块,通过中心差分卷积捕获目标背景对比度差异,结合快速Fourier卷积提取边缘梯度信息,实现目标特征与背景噪声的高效分离.其次,针对下采样导致特征丢失的问题,构建全局上下文提取模块,对深层特征进行跨尺度全局建模,防止目标特征在网络深层丢失.在多个公开数据集上的实验结果表明,该方法较AGPCNet,DNANet等先进算法在mIoU,nIoU和F 1指标上提升明显,优化了红外小目标检测算法性能,提升了复杂场景的感知能力. 展开更多
关键词 小目标检测 红外图像 中心差分卷积 特征自适应 深度学习
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基于自适应差异化图卷积的图注意力网络表示学习算法
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作者 吴誉兰 舒建文 《现代电子技术》 北大核心 2025年第2期51-54,共4页
为解决传统图卷积网络在处理节点间复杂关系时存在的局限性,提出一种基于自适应差异化图卷积的图注意力网络表示学习算法。采用差异化图卷积网络,依据每个节点自身特征和邻居信息进行差异化采样,捕捉节点间的复杂关系;再结合二阶段关键... 为解决传统图卷积网络在处理节点间复杂关系时存在的局限性,提出一种基于自适应差异化图卷积的图注意力网络表示学习算法。采用差异化图卷积网络,依据每个节点自身特征和邻居信息进行差异化采样,捕捉节点间的复杂关系;再结合二阶段关键相邻采样方式优先挖掘重要节点并保留随机性,完成关键邻居节点的采样;然后结合图注意力网络,通过局部关注和自适应学习权重分配将关键邻居节点特征聚合到自身节点上,增强节点的特征表示;最后经网络训练,进一步增强网络表示学习能力。实验结果表明,所提出的算法优化了节点聚合程度和边界清晰度,提高了节点分类的准确性和可视化效果,并且通过关注二阶邻居和使用双头注意力,在网络表示学习上也展现出了优越性能。 展开更多
关键词 网络表示学习 图卷积网络 自适应差异化机制 节点采样 特征聚合 网络训练 图注意力网络
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基于差分进化和深度卷积神经网络的遥感图像融合方法
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作者 朱澳临 陈应霞 《现代电子技术》 北大核心 2025年第19期9-16,共8页
针对遥感图像融合中存在特征信息提取不足、重要参数需要手工设置的问题,文中提出一种基于差分进化和深度卷积神经网络(CNN)的遥感图像融合方法——DETNet。首先,DETNet设计了一种具有双分支、双层和双向的网络结构,以分层和双向的方式... 针对遥感图像融合中存在特征信息提取不足、重要参数需要手工设置的问题,文中提出一种基于差分进化和深度卷积神经网络(CNN)的遥感图像融合方法——DETNet。首先,DETNet设计了一种具有双分支、双层和双向的网络结构,以分层和双向的方式将全色(PAN)图像的潜在多尺度空间细节注入到多光谱(MS)图像中。在三双结构中,采用了基于层次域的多级损失函数对多层结果进行约束。然后,基于多分辨率分析(MRA)法设计了嵌入DETNet中的CNN模块(MRAB),同时在模块中引入空间注意力机制,使网络更关注输入图像中的空间特征。接着,考虑到需要在不同尺度上注入不同对象,采用了多尺度卷积特征提取块(MSCB)对网络进行深化和扩展,以提高网络的非线性拟合能力。最后,依据多级损失函数确立目标函数,通过组合差分进化(CoDE)算法优化目标函数,避免陷入局部最优,从而保证融合质量。实验结果表明,采用DETNet方法得到的融合图像在空间细节信息和光谱细节方面均优于其他方法。 展开更多
关键词 遥感图像融合 组合差分进化优化 深度卷积神经网络 全色图像 多光谱图像 多尺度卷积特征提取块 目标函数
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差分拉曼结合VGG16和DCGAN检验食品包装
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作者 周君霞 李春宇 +1 位作者 姜红 赵雪珺 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第5期92-103,共12页
提出基于具有16层的视觉几何组网络(VGG16)和聚类分析的差分拉曼食品包装检验方法。为了给分类模型提供充足的训练数据,对深度卷积生成对抗网络(DCGAN)的训练策略、生成谱图的质量对VGG16特征提取的影响进行探究。对食品包装的差分拉曼... 提出基于具有16层的视觉几何组网络(VGG16)和聚类分析的差分拉曼食品包装检验方法。为了给分类模型提供充足的训练数据,对深度卷积生成对抗网络(DCGAN)的训练策略、生成谱图的质量对VGG16特征提取的影响进行探究。对食品包装的差分拉曼数据采用Python作成71张谱图后,使用VGG16提取谱图特征,用主成分分析(PCA)对特征降维,使用降维后的特征进行聚类分析。对不同的训练集、不同迭代次数训练出来的DCGAN生成的谱图质量进行比较,并使用VGG16-PCA得到谱图二维特征并可视化。VGG16-PCA-K均值聚类算法和VGG16-PCA-高斯混合模型的聚类准确率分别达到91.5%和88.7%。用同一个类别的谱图作训练集训练的DCGAN,和用全部类别的谱图作训练集训练的DCGAN相比,可以生成谱线更连续、清晰度更高、形状与真实谱图更相似的谱图。将5张生成谱图和25张生成谱图分别与71张真实谱图一起进行VGG16-PCA分析,生成谱图数量占比越大,聚类结果中真实谱图分布变化越大、生成谱图与同类谱图距离越远。将同一个DCGAN模型生成的5张谱图和71张真实谱图一起进行VGG16-PCA分析,针对不同迭代次数的DCGAN的对比研究表明,DCGAN迭代次数越多,生成的谱图越拟真,在可视化图中与同一类别真实谱图距离越近。使用VGG16提取特征可以在免去人工筛选和统计特征峰的工作的同时让聚类结果准确率较高;DCGAN可以生成较为拟真的差分拉曼谱图,生成谱图越拟真则VGG16提取特征越准确。 展开更多
关键词 差分拉曼 食品包装 视觉几何组网络 聚类分析 深度卷积生成对抗网络
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融合机理模型与深度学习的加热炉钢坯温度预测
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作者 冯旭刚 杨克 +5 位作者 安硕 王正兵 唐得志 王伟 柳传武 潘磊 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期2719-2730,共12页
数据驱动模型在加热炉钢坯温度预测中存在机理模糊性与参数敏感性的局限,导致预测精度降低。为此,本文提出一种结合机理模型与深度学习的钢坯温度模型预测算法。首先,基于对流与辐射传热的一维非稳态传热模型(convection-radiation heat... 数据驱动模型在加热炉钢坯温度预测中存在机理模糊性与参数敏感性的局限,导致预测精度降低。为此,本文提出一种结合机理模型与深度学习的钢坯温度模型预测算法。首先,基于对流与辐射传热的一维非稳态传热模型(convection-radiation heat transfer model,CRHT),初步计算钢坯出段温度,并将其与加热炉工况参数进行融合,实现机理知识的整合;其次,采用tent混沌映射和动态自适应权重改进差异创意搜索(differentiated creative search,DCS)算法,实现双向时间卷积网络(bidirectional temporal convolutional networks,BITCN)与双向长短期记忆网络(bidirectional long short-term memory,BILSTM)融合模型的超参数协同优化;最后,通过加热炉实际生产数据,系统地验证了该模型的准确性。研究结果表明:在加热炉均热段的钢坯温度预测中,与常规BITCN-BILSTM模型的预测结果相比,所提出的预测算法所得结果的平均绝对误差、均方根误差的相对误差分别降低了52.8%和28.9%,模型预测精度得到明显提升。 展开更多
关键词 钢坯温度预测 机理模型 双向时间卷积神经网络 双向长短期记忆 差异创意搜索
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基于差分边界增强的风电装备嵌套命名实体识别模型
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作者 任登燃 王淑营 《计算机应用》 北大核心 2025年第9期2798-2805,共8页
针对风电装备领域中实体的高度嵌套性和长文本的特性,提出一种基于差分边界增强的嵌套命名实体识别模型(DBE-NER)。首先,通过语义编码器模块获取融合实体头尾词、实体类型和相对距离的特征表示,从而提升模型对嵌套语义特征的捕捉能力;其... 针对风电装备领域中实体的高度嵌套性和长文本的特性,提出一种基于差分边界增强的嵌套命名实体识别模型(DBE-NER)。首先,通过语义编码器模块获取融合实体头尾词、实体类型和相对距离的特征表示,从而提升模型对嵌套语义特征的捕捉能力;其次,设计一种高效的差分语义编码模块解决嵌套实体边界的模糊问题;再次,使用分组空洞注意力网络(GDAN)提高模型在长文本实体、嵌套实体和嵌套边界的识别效果;最后,将特征分数矩阵输入跨度解码器中以得到实体位置和类别。实验结果表明,与DiFiNet(Differentiation and Filtration Network)和CNN-NER(Convolutional Neural Network for Named Entity Recognition)模型相比,DBE-NER的F1分数在人工标注的某大型风电能源企业故障数据集WPEF上分别提升了0.92%和1.07%,并且在多种公开数据集上的F1分数均有所提高。 展开更多
关键词 风电能源装备 命名实体识别 差分语义编码 多头双仿射编码 跨度 CBAM
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用于场景文本检测的非对称迭代细化预测网络
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作者 连哲 殷雁君 +2 位作者 米增 智敏 徐巧枝 《计算机工程与应用》 北大核心 2025年第5期250-260,共11页
场景文本检测是图像处理领域的基础性研究工作,具有广泛的应用价值。DBNet作为该领域具有代表性的算法,重构文本实例的后处理过程过于简单,对纵横比显著变化的文本容易误检以及对小文本容易漏检。为解决以上问题,设计并提出用于场景文... 场景文本检测是图像处理领域的基础性研究工作,具有广泛的应用价值。DBNet作为该领域具有代表性的算法,重构文本实例的后处理过程过于简单,对纵横比显著变化的文本容易误检以及对小文本容易漏检。为解决以上问题,设计并提出用于场景文本检测的非对称迭代细化预测网络AIRPNet。模型基于ResNet50特征提取网络,将常规卷积替换为可变形卷积以适应不规则文本特征,并调整block堆叠数使得各层携带的特征更加合理。采用RFP的递归思想更充分地融合多层特征,设计非对称迭代细化预测模块构建更为准确的概率图,可微分二值化后处理重构文本实例边界。针对非对称迭代细化预测模块,设计多种结构进行探究。为评估提出模型的有效性,在三个数据集上与最先进的主流模型进行对比,在ICDAR2015、MSRA-TD500和CTW1500数据集中,分别取得88.7%、88.4%和84.9%的F-measure,实现或接近SOTA性能。实验结果表明,提出模型能够捕获较为准确的概率图,从而构建较为完整的文本边界框。 展开更多
关键词 文本检测 递归金字塔 非对称卷积 迭代细化预测 可微分二值化
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基于FOD-CNN光谱指数的滨海地区盐渍化估算模型
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作者 杨吉存 郭兵 《农业工程学报》 北大核心 2025年第15期76-85,共10页
为有效开展黄河三角洲地区盐渍化遥感监测,减少高光谱数据冗余,提高模型构建精度,该研究提出一种基于光谱指数的分数阶微分-卷积神经网络(FOD-CNN,fractional-order differential-convolutional neural networks)监测模型。该研究以东... 为有效开展黄河三角洲地区盐渍化遥感监测,减少高光谱数据冗余,提高模型构建精度,该研究提出一种基于光谱指数的分数阶微分-卷积神经网络(FOD-CNN,fractional-order differential-convolutional neural networks)监测模型。该研究以东营市为研究区,对高光谱数据进行预处理及FOD变换处理,构建二维光谱指数进行敏感参量的筛选,采用卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)、偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)和随机森林(random forest,RF)模型开展对土壤含盐量监测的研究。分数阶微分变换能够有效突出光谱曲线变化过程中的渐变信息,且能够极显著(P<0.01)提高不同光谱指数与土壤含盐量之间的相关性;相较于PLSR模型和RF模型,CNN模型测试集相对分析误差(RPD,relative percent difference)分别提高1.74、1.76,决定系数(coefficient of determination,R^(2))分别提高0.03、0.28,均方根误差(root mean square error,RMSE)分别减少1.47、1.52 g/kg;CNN模型对轻、中、重及极重度盐渍化均表现出较好的反演效果,PLSR模型对极重度盐渍化反演效果较好,而RF模型反演效果均较差。该研究通过FOD与CNN模型相结合,提出了更适用于该地区盐分反演的更具有鲁棒性的FOD-CNN模型,可为研究黄河三角洲盐渍化的监测提供一定的技术支撑。 展开更多
关键词 遥感 土壤 盐渍化 分数阶微分 高光谱 卷积神经网络 东营市
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差分进化优化的风电功率混合预测模型
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作者 陈梦娇 陈为真 张岳 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第4期217-226,共10页
针对风速波动性大和随机性强导致风电功率预测精度不高的问题,构建一种融合变分模态分解、卷积循环神经网络和注意力机制的混合预测模型。根据数值天气预报和测风塔实测数据采用皮尔逊相关系数筛选出与风电功率强相关性的特征;通过变分... 针对风速波动性大和随机性强导致风电功率预测精度不高的问题,构建一种融合变分模态分解、卷积循环神经网络和注意力机制的混合预测模型。根据数值天气预报和测风塔实测数据采用皮尔逊相关系数筛选出与风电功率强相关性的特征;通过变分模态分解将原始序列分解成不同频率的模态分量,利用差分进化算法进行参数优化,寻找最优模态数;然后将其输入到卷积循环神经网络中。通过引入注意力机制,进一步捕获序列中的潜在关键信息,实现风电功率的精准预测。实验分析及对比结果表明,该模型在风电功率预测中有着更高的预测精度,基本满足实际风电功率的预测要求。 展开更多
关键词 风电功率预测 变分模态分解 卷积循环神经网络 注意力机制 差分进化算法
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基于局部增强傅里叶神经算子的偏微分方程求解方法
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作者 罗驰 陆凌云 刘飞 《计算机科学》 北大核心 2025年第9期144-151,共8页
偏微分方程(PDE)是描述现实系统的重要数学工具,对其进行求解可以预测和分析系统的行为。PDE的解析解通常难以获取,一般通过数值法进行近似解算,但数值法求解参数化PDE时效率较低。近年来,利用深度学习求解PDE的方法在应对上述问题时展... 偏微分方程(PDE)是描述现实系统的重要数学工具,对其进行求解可以预测和分析系统的行为。PDE的解析解通常难以获取,一般通过数值法进行近似解算,但数值法求解参数化PDE时效率较低。近年来,利用深度学习求解PDE的方法在应对上述问题时展现出了优势,特别是傅里叶神经算子FNO(Fourier Neural Operator)已在此类问题中展现出显著成效。然而,FNO仅通过频域上的卷积来提取全局信息,难以捕获PDE的多尺度信息。针对此挑战,提出一种基于局部增强的FNO模型,在傅里叶层引入并行多尺寸卷积模块,通过不同尺寸的卷积提高模型捕获局部多尺度信息的能力。同时,在线性层后引入一种多分支特征融合模块,通过将数据提升到不同通道进行学习来提高模型整合多通道信息的能力。实验结果表明,该模型在Burgers方程的求解中误差降低了30.9%,在Darcy Flow方程的求解中误差降低了18.5%,在Navier-Stokes方程的求解中误差降低了5.5%。 展开更多
关键词 深度学习 偏微分方程 傅里叶神经算子 多尺寸卷积 多分支特征融合 多尺度PDE
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基于短序列时间卷积网络的电梯故障诊断方法
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作者 陈晗远 陆佳炜 +2 位作者 王琪冰 李仁 肖刚 《现代电子技术》 北大核心 2025年第12期137-147,共11页
电梯故障可能会导致资源和财产损失,还可能引发严重的安全问题。而故障诊断技术可以及时发现并诊断故障,防止受损设备继续运行。神经网络模型在进行振动信号的故障诊断方面有较好性能,但实时性方面仍有不足。针对电梯轿厢的振动信号故... 电梯故障可能会导致资源和财产损失,还可能引发严重的安全问题。而故障诊断技术可以及时发现并诊断故障,防止受损设备继续运行。神经网络模型在进行振动信号的故障诊断方面有较好性能,但实时性方面仍有不足。针对电梯轿厢的振动信号故障诊断准确率不高、输入序列长度较大的问题,提出一种基于短序列时间卷积网络(SA-TCNODE)的故障诊断方法。通过为时间卷积网络增加门控卷积,并引入神经常微分方程来构建更深层的网络,从而在较短的振动信号序列中提取特征,实现局部故障特征的快速提取。此外,引入自注意力机制赋予模型全局特征提取的能力,提高诊断的准确性。实验结果表明,SA-TCNODE算法在样本序列长度为150的情况下,故障诊断准确率达到97.2%;且与其他方法相比,该算法还可以在故障发生后的短时间内检测到故障,具备良好的诊断精度和可靠性,可为电梯故障诊断以及其他类似应用领域提供重要的知识共享和重用的方法支撑。 展开更多
关键词 电梯故障诊断 振动信号 短序列 时间卷积网络 特征提取 样本序列长度 神经常微分方程
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基于ARIMA-TCN混合模型的高速铁路时间同步方法 被引量:1
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作者 陈永 詹芝贤 张薇 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期90-100,共11页
列控系统作为高速铁路的核心系统,保持其系统的时间同步对于行车安全至关重要。针对现有时间同步方法易受时变上下行传输时延、随机时钟跳变等影响,导致主从时钟偏移估计不准确的问题,提出一种基于差分自回归移动平均-时域卷积神经网络(... 列控系统作为高速铁路的核心系统,保持其系统的时间同步对于行车安全至关重要。针对现有时间同步方法易受时变上下行传输时延、随机时钟跳变等影响,导致主从时钟偏移估计不准确的问题,提出一种基于差分自回归移动平均-时域卷积神经网络(ARIMA-TCN)混合模型的高速铁路时间同步方法。首先,根据上下行链路传输速率的不对称比,建立高速铁路时钟的数学理论和实际观测模型。然后,使用拉依达准则识别处理跳变异常值,完成实际时间序列的预处理。再次,使用ARIMA模型平滑时间序列中不确定时延带来的噪声抖动,获得平稳的时间序列。最后,通过提出的注意力增强TCN模型进行预测补偿,完成时钟偏移的补偿校正。通过实验仿真,得到基站区间内位置、基站间距以及车速对高速铁路时间同步的影响性分析。实验结果表明:与对比方法相比,所提方法补偿后的均方根误差较最小二乘法减少了75%、较最大似然估计方法误差减少了44.4%,较BP神经网络方法误差减少了16.7%,验证所提方法具有更低的同步误差和更高的同步精度。 展开更多
关键词 时间同步 精确时钟协议 差分自回归移动平均模型 注意力增强时域卷积网络 时间补偿
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基于联邦迁移的跨项目软件缺陷预测 被引量:2
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作者 宋慧玲 李勇 张文静 《南京师大学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第3期122-128,共7页
跨项目软件缺陷预测基于已标注的多源项目数据构建模型,可以解决软件历史数据不足和标注代价高的问题.但在传统跨项目缺陷预测中,源项目数据持有者为了保护软件数据的商业隐私,而导致的“数据孤岛”问题直接影响了跨项目预测的模型性能... 跨项目软件缺陷预测基于已标注的多源项目数据构建模型,可以解决软件历史数据不足和标注代价高的问题.但在传统跨项目缺陷预测中,源项目数据持有者为了保护软件数据的商业隐私,而导致的“数据孤岛”问题直接影响了跨项目预测的模型性能.本文提出基于联邦迁移的跨项目软件缺陷预测方法(FT-CPDP).首先,针对数据隐私泄露和项目间特征异构问题,提出基于联邦学习与迁移学习相结合的模型算法,打破各数据持有者间的“数据壁垒”,实现隐私保护场景下的跨项目缺陷预测模型.其次,在联邦通信过程中添加满足隐私预算的噪声来提高隐私保护水平,最后构建卷积神经网络模型实现软件缺陷预测.基于NASA软件缺陷预测数据集进行实验,结果表明与传统跨项目缺陷预测方法相比,本文提出的FT-CPDP方法在实现软件数据隐私保护的前提下,模型的综合性能表现较优. 展开更多
关键词 软件缺陷预测 联邦学习 迁移学习 差分隐私 卷积神经网络
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基于多特征融合的煤自燃温度深度预测模型 被引量:8
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作者 王斌 贾澎涛 +2 位作者 郭风景 孙刘咏 林开义 《中国矿业》 北大核心 2024年第2期84-90,共7页
为了有效预防煤矿采空区煤自燃灾害,提高煤自燃灾害预测模型精度,提出了基于多特征融合的煤自燃温度深度预测模型。首先,通过自编码器网络对煤自燃数据的每一个特征进行降噪处理,增强数据的鲁棒性;其次,按时间序列顺序将降噪后的数据转... 为了有效预防煤矿采空区煤自燃灾害,提高煤自燃灾害预测模型精度,提出了基于多特征融合的煤自燃温度深度预测模型。首先,通过自编码器网络对煤自燃数据的每一个特征进行降噪处理,增强数据的鲁棒性;其次,按时间序列顺序将降噪后的数据转成二维特征矩阵,采用滑动窗口对特征矩阵进行切片,并采用深度学习中的卷积神经网络提取特征矩阵上的有效特征,进行特征数据融合,在降噪和特征提取与融合的过程中采用差分进化算法对降噪自编码器和卷积神经网络的参数进行优化;最后,将融合后的数据输入门控循环单元神经网络进行煤自燃温度预测。实验结果表明,降噪后和特征融合后的数据在平均绝对误差上比直接采用原始数据预测误差分别降低6.55%和69.26%,均方根误差分别降低13.23%和63.49%,说明经过编码器降噪以及特征融合处理后能够有效提升煤自燃温度预测的准确度。 展开更多
关键词 煤自燃 深度学习 卷积神经网络 预测 差分进化算法
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