检索结果-内蒙古大学图书馆

仪器仪表学报 2021年第6期42卷 140-151页

作者：高学金马东阳韩华云高慧慧北京工业大学信息学部北京100124 数字社区教育部工程研究中心北京100124 城市轨道交通北京实验室北京100124 计算智能与智能系统北京重点实验室北京100124

为实时监测复杂工业过程的故障状态,精确预测故障趋势,提出基于降噪自编码和时间卷积网络的故障预测方法。首先,利用随机森林算法筛选故障相关特征。之后,利用堆栈降噪自编码网络提取非线性特征以及特征重构,并根据重构误差构造平方预... 详细信息

为实时监测复杂工业过程的故障状态,精确预测故障趋势,提出基于降噪自编码和时间卷积网络的故障预测方法。首先,利用随机森林算法筛选故障相关特征。之后,利用堆栈降噪自编码网络提取非线性特征以及特征重构,并根据重构误差构造平方预测误差(SPE)统计量作为故障状态特征。最后,针对时间卷积网络残差模块中的ReLU激活函数在负区间内导数为零导致部分神经元无法被激活的问题,设计基于自门控激活函数(Swish)和滤波器响应(FRN)规范化的时间卷积网络(SFTCN)。将得到的SPE组成时间序列,利用SFTCN的预测模型实现其状态趋势预测。通过在TE仿真平台数据和美国密歇根大学智能维修中心实测的轴承全生命数据上的实验表明,与未改进的时间卷积网络对比,所提方法的预测平均绝对百分比误差至少降低20.9%,具有较高的应用价值。

关键词：故障预测随机森林算法降噪自动编码时间卷积网络复杂工业过程

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基于子目标搜索的机器人目标导向RRT路径规划算法

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控制与决策 2020年第10期35卷 2543-2548页

作者：阮晓钢周静张晶晶朱晓庆北京工业大学信息学部北京100124 北京工业大学计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124

为解决移动机器人未知环境下的路径规划问题,提出基于子目标搜索的机器人目标导向RRT (rapidly-exploring random trees)路径规划算法.一方面,针对传统RRT算法固有的盲目搜索问题,引入目标导向函数,形成目标导向RRT路径规划算法,这一改... 详细信息

为解决移动机器人未知环境下的路径规划问题,提出基于子目标搜索的机器人目标导向RRT (rapidly-exploring random trees)路径规划算法.一方面,针对传统RRT算法固有的盲目搜索问题,引入目标导向函数,形成目标导向RRT路径规划算法,这一改进可减少冗余搜索,提高路径规划效率;另一方面,为了使机器人在首次探索未知环境时也能顺利抵达目标点,提出3种不同情况下的子目标搜索策略,包括无障碍环境下的直达策略、扫到边界点时的最短距离策略和扫不到边界点时的后退策略,这3种策略使机器人能够完成对未知环境的探索,而且可以克服易出现的局部极小点问题,使机器人具有逃离局部极小环境的能力.仿真实验结果验证了所提出算法的可行性和有效性.

关键词：移动机器人目标导向RRT 子目标搜索未知环境导航局部极小路径规划算法

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基于跨尺度特征融合的泵站安全帽检测方法

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测控技术 2023年第7期42卷 16-21,118页

作者：李记恒褚霄杨王涛刘鹏宇北京市南水北调团城湖管理处北京100195 北京工业大学信息学部北京100124 先进信息网络北京实验室北京100124 北京工业大学计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124

为应对泵站场景下设备和人员之间目标被遮挡及远距离小目标对泵站重点区域安全帽佩戴自动监管带来的挑战,提出了一种融合注意力机制和跨尺度特征融合的安全帽佩戴检测算法,以克服在远距离、有遮挡场景下安全帽检测准确度低的问题。通过... 详细信息

为应对泵站场景下设备和人员之间目标被遮挡及远距离小目标对泵站重点区域安全帽佩戴自动监管带来的挑战,提出了一种融合注意力机制和跨尺度特征融合的安全帽佩戴检测算法,以克服在远距离、有遮挡场景下安全帽检测准确度低的问题。通过采集泵站监控视频数据构建泵站场景安全帽数据集,在特征提取网络中加入注意力机制模块,使得模型更关注于小目标的通道信息;同时增加检测层使得特征融合时能结合多级特征,并使用柔和非极大值抑制(Soft Non-Manimum Suppression,Soft-NMS)和完全交并比(Complete Intersection over Union,CIoU)算法进行改进以减少遮挡目标漏检情况。在自建数据集进行试验,结果表明改进后的算法平均准确率达到93.5%,与其他目标检测算法相比精度均有所提升,证明该方法在泵站重点区域场景安全帽检测任务中具有良好的性能。

关键词：泵站安全帽检测注意力机制特征融合

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基于虚拟样本优化选择的城市固废焚烧过程二噁英排放浓度预测

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北京工业大学学报 2021年第5期47卷 431-443页

作者：汤健王丹丹郭子豪乔俊飞北京工业大学信息学部北京100124 计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124 北京轨道交通技术装备集团北京100070

城市固废焚烧(municipal solid waste incineration, MSWI)过程排放被称为"世纪之毒"的二噁英(dioxins, DXN)类化合物.工业现场多采用长周期、高成本的离线方式检测DXN排放浓度,这导致用于构建其预测模型的样本数量极为稀缺.... 详细信息

城市固废焚烧(municipal solid waste incineration, MSWI)过程排放被称为"世纪之毒"的二噁英(dioxins, DXN)类化合物.工业现场多采用长周期、高成本的离线方式检测DXN排放浓度,这导致用于构建其预测模型的样本数量极为稀缺.针对上述问题,提出基于虚拟样本优化选择的MSWI过程DXN排放浓度预测建模策略和相应建模方法.首先,在对原始小样本数据进行离群点剔除、输入输出匹配等预处理的基础上,结合过程特性和机理知识进行特征选择以获得约简小样本.其次,基于领域专家知识和整体趋势扩散技术对约简小样本的输入/输出域进行扩展.然后,基于机理知识和插值算法生成虚拟样本输入,再基于约简小样本构建的映射模型获得虚拟样本输出,并结合扩展的输入/输出域对其进行删减以获得候选虚拟样本.接着,基于粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法对候选虚拟样本进行优选.最后,采用优选虚拟样本与约简训练样本组成的混合样本构建预测模型.结合某焚烧厂的DXN数据验证了所提方法的有效性.

关键词：城市固废焚烧(MSWI) 二噁英(DXN) 小样本虚拟样本生成虚拟样本选择粒子群优化(PSO)

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基于深度卷积神经网络的多元医学信号多级上下文自编码器

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电子与信息学报 2020年第2期42卷 371-378页

作者：袁野贾克斌刘鹏宇北京工业大学信息学部北京100124 北京工业大学计算智能与智能系统北京重点实验室北京100124

多元医学信号的典型代表有多模态睡眠图和多通道脑电图等,采用无监督深度学习表征多元医学信号是目前健康信息学领域中的一个研究热点。为了解决现有模型没有充分结合医学信号多元时序结构特点的问题,该文提出了一种无监督的多级上下文... 详细信息

多元医学信号的典型代表有多模态睡眠图和多通道脑电图等,采用无监督深度学习表征多元医学信号是目前健康信息学领域中的一个研究热点。为了解决现有模型没有充分结合医学信号多元时序结构特点的问题,该文提出了一种无监督的多级上下文深度卷积自编码器(mCtx-CAE)。首先改进传统卷积神经网络结构,提出一种多元卷积自编码模块,以提取信号片段内的多元上下文特征;其次,提出采用语义学习技术对信号片段间的时序信息进行自编码,进一步提取时序上下文特征;最后通过共享特征表示设计目标函数,训练端到端的多级上下文自编码器。实验结果表明,该文所提模型在两种应用于不同医疗场景下的多模态和多通道数据集(UCD和CHB-MIT)上表现均优于其它无监督特征学习方法,能有效提高多元医学信号的融合特征表达能力,对提高临床时序数据的分析效率有着重要意义。

关键词：多元医学信号自编码器上下文学习卷积神经网络深度学习

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基于R(2+1)D三元孪生网络的短视频指纹提取

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测控技术 2022年第4期41卷 11-18,27页

作者：王逸舟张菁张淑莹卓力北京工业大学信息学部北京100124 计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124

随着自媒体时代的兴起,网民自制的短视频数据在网络上广泛传播,视频版权保护已成为重中之重。视频指纹技术将数字视频内容映射为唯一的身份描述符,用于视频数据的智能化审核。如何充分挖掘短视频的时空信息和视频间的关联性形成有效的... 详细信息

随着自媒体时代的兴起,网民自制的短视频数据在网络上广泛传播,视频版权保护已成为重中之重。视频指纹技术将数字视频内容映射为唯一的身份描述符,用于视频数据的智能化审核。如何充分挖掘短视频的时空信息和视频间的关联性形成有效的视觉特征表达,是决定短视频指纹质量的关键因素。因此,基于R(2+1)D三元孪生网络模型,提出一种短视频指纹提取方法。首先,使用R(2+1)D卷积神经网络模型提取短视频的时空特征;然后构建权重参数共享的三元组网络学习成组视频的关联性,映射为紧凑的哈希特征表示;最后通过哈希层编码为视频指纹。在CC_Web_Video和VCDB数据集进行了实验,结果表明该方法可以在保证短视频指纹紧凑性的前提下,取得优于其他算法的性能指标。

关键词：短视频指纹提取 R(2+1)D 孪生网络三元组损失时空特征

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基于简化型LSTM神经网络的时间序列预测方法

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北京工业大学学报 2021年第5期47卷 480-488页

作者：李文静王潇潇北京工业大学信息学部北京100124 计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124 智慧环保北京实验室北京100124 北京人工智能研究院北京100124

针对标准长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络用于时间序列预测具有耗时长、复杂度高等问题,提出简化型LSTM神经网络并应用于时间序列预测.首先,通过耦合输入门与遗忘门实现对标准LSTM神经网络的结构简化;其次,从门结构控... 详细信息

针对标准长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络用于时间序列预测具有耗时长、复杂度高等问题,提出简化型LSTM神经网络并应用于时间序列预测.首先,通过耦合输入门与遗忘门实现对标准LSTM神经网络的结构简化;其次,从门结构控制方程中消除输入信号与偏差实现进一步精简;然后,采用梯度下降算法更新简化型LSTM神经网络的参数;最后,通过2个时间序列基准数据集及污水处理过程出水生化需氧量(biochemical oxygen demand,BOD)质量浓度预测进行实验验证.结果表明:在不显著降低预测精度的情况下,所设计的模型能够缩短训练时间,减少LSTM神经网络的计算复杂度,实现时间序列的预测.

关键词：时间序列预测长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络门耦合参数精简梯度下降算法污水处理过程

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基于ResNet50和通道注意力机制的行人多属性协同识别方法

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测控技术 2022年第8期41卷 1-8,15页

作者：卓力袁帅李嘉锋北京工业大学信息学部北京100124 北京工业大学计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124

针对目前行人多属性识别算法识别精度不高的问题,利用行人属性之间的内在关联关系,基于“特征提取+回归”的思想,提出了一种基于深度卷积神经网络的行人多属性协同识别方法。该方法首先对多个行人属性标签进行组合编码,得到一个标签组... 详细信息

针对目前行人多属性识别算法识别精度不高的问题,利用行人属性之间的内在关联关系,基于“特征提取+回归”的思想,提出了一种基于深度卷积神经网络的行人多属性协同识别方法。该方法首先对多个行人属性标签进行组合编码,得到一个标签组合向量;然后采用基于通道注意力机制的ResNet50作为主干网络提取行人图像的深度特征;最后,设计了一个包含3个全连接层的神经网络结构来建立标签组合向量与行人深度特征之间的映射模型,在一个统一的网络框架下就可以同时对行人的多种属性进行准确识别。在行人属性公共数据集PETA和RAP上的实验结果表明,采用提出的识别方法在公共数据集PETA上获得的识别准确率为84.08%,而在公共数据集RAP上可以获得高达88.12%的识别准确率。

关键词：深度学习 ResNet50 通道注意力机制多属性识别

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基于神经元特性的径向基函数神经网络自组织设计方法

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控制理论与应用 2020年第12期37卷 2618-2626页

作者：贾丽杰李文静乔俊飞北京工业大学信息学部北京100124 计算智能和智能系统北京市重点实验室北京100124

针对径向基神经函数(RBF)网络隐层结构难以确定的问题,本文介绍了一种基于神经元特性的RBF神经网络自组织设计方法,该方法将神经元的激活活性、显著性、相关性相结合设计RBF(ASC–RBF)神经网络.首先利用神经元的激活活性,实现隐含层神... 详细信息

针对径向基神经函数(RBF)网络隐层结构难以确定的问题,本文介绍了一种基于神经元特性的RBF神经网络自组织设计方法,该方法将神经元的激活活性、显著性、相关性相结合设计RBF(ASC–RBF)神经网络.首先利用神经元的激活活性,实现隐含层神经元的自适应增加,结合神经元的显著性以及神经元之间的相关性,实现神经元的自适应替换和合并,完成网络自组织设计并提高网络的紧凑性,然后利用二阶梯度算法对网络参数进行修正学习,保证了RBF网络的精度;另外,针对网络结构自组织机制给出了稳定性分析;最后通过两个基准非线性系统建模仿真实验以及实际污水处理过程水质参数预测实验验证,证明该算法的有效性.对比实验结果表明, ASC–RBF神经网络与现有的自组织网络相比,在保证泛化性能的同时,该网络的训练速度更快,而且有更紧凑的网络结构.

关键词：径向基函数神经网络自组织结构设计二阶算法非线性系统建模

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基于近似消息传递的切伦科夫激发的荧光扫描断层重建

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中国激光 2020年第2期47卷 317-324页

作者：冯金超常迪李哲孙中华贾克斌北京工业大学信息学部计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124 北京先进信息网络实验室北京100124

切伦科夫激发的荧光扫描成像(CELSI)作为一种新兴分子成像技术,具有空间分辨率高和成像深度深的优点,在监测放疗过程中肿瘤的生理变化方面具有巨大潜力。前期工作基于Tikhonov方法成功实现了CELSI断层成像,但该方法无法对位置深度超过3... 详细信息

切伦科夫激发的荧光扫描成像(CELSI)作为一种新兴分子成像技术,具有空间分辨率高和成像深度深的优点,在监测放疗过程中肿瘤的生理变化方面具有巨大潜力。前期工作基于Tikhonov方法成功实现了CELSI断层成像,但该方法无法对位置深度超过3 cm或低对比度的荧光目标进行准确重建。为克服这一问题,提出了一种基于近似信息传递算法的断层CELSI稀疏重建方法。为说明该算法的优点,将其与传统的Tikhonov正则化算法以及3种基于稀疏的重建算法进行比较。实验结果表明,就均方误差和对比噪声比而言,本文算法可以获得最优的重建结果。

关键词：医用光学图像重建技术切伦科夫激发的荧光扫描成像断层成像近似消息传递稀疏重建

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