数据驱动的机床等待过程节能方法研究

为了降低机床等待过程中的能耗，提出了一种实时数据驱动的机床等待时间预测与节能控制方法。首先，建立了射频识别驱动的生产进度评估方法，并以生产进度数据作为输入，构建了基于堆栈降噪自编码的机床等待时间预测模型；其次，依据预测的机床等待时间，提出了机床状态切换方法，以降低机床能耗；最后，通过一个电梯零部件制造车间的案例分析，表明该方法的预测误差仅为4.1%，同时将机床等待过程能耗降低了57%，实现了制造车间的节能减排。     

视觉特征对比解耦的广义零样本学习

广义零样本学习通常利用在ImageNet上预训练的深度模型来提取相应的视觉特征,然而预训练模型提取到的视觉特征不可避免地包含和语义无关的信息,这将导致语义—视觉对齐的偏差以及对不可见类的负迁移,从而影响分类结果。为解决上述问题,提出了视觉特征对比解耦的广义零样本学习模型(visual feature contrast decoupling for generalized zero-shot learning, VFCD-GZSL),通过解耦出视觉特征中的语义相关表示来降低冗余信息对分类结果的影响。具体来说,首先用条件变分自编码器生成不可见类的视觉特征。然后通过解耦模块将视觉特征解耦语义相关和语义无关的潜层表示,同时添加总相关惩罚和对比损失来鼓励两者间的相互独立,并用语义关系匹配模型衡量其语义一致性,从而指导模型学习语义相关表示。最后使用特征细化模块细化后的特征和语义相关表示联合学习一个广义零样本学习分类器。在四个数据集上的实验均取得较优的结果,证实了所提方法的有效性。     

大规模在线协作学习分组方法及应用研究

学习孤独感问题是造成MOOC课程学习完成率低的原因之一,构建与学习者学习特征相适应的协作学习小组,可以有效解决学习孤独感问题。利用自编码神经网络提取在线学习者的关键特征,根据同质分组原则,利用模糊C均值算法对在线学习者进行迭代分组,使在线学习者从独自学习转变为以团队的形式进行协作学习,从而改善在线学习者的学习体验,降低学习孤独感。以edX平台上选择计算机科学与编程入门课程的19?846名在线学习者为实验对象,进行在线协作学习分组。实验结果表明,基于该分组方法,每个小组内学习者都有较高的同质性,可以很好地解决学习孤独感问题。     

基于自编码神经网络建立的搜索信息模型

根据用户搜索历史,将用户关注的信息按标题分类,通过自编码神经网络提取特征值。设定学习样本标题最多为25个汉字,编码方式采用汉字机内码(GBK码)。使用 MATLAB工具进行深度学习,将样本在原空间的特征表示变换到一个新的特征空间。     

基于聚类算法和转换网络的光伏短期功率预测

精准的光伏功率预测对优化光伏电站的运行和管理以及提高光伏发电的效率具有重要的作用。本文提出了一种基于聚类算法和转换网络的光伏短期功率预测方法。该方法首先基于自编码器的无监督聚类算法对光伏短期功率数据进行了预处理,以降低光伏出力数据本身的不稳定性对功率预测的影响。之后,该方法使用具有自注意力机制和多头注意力机制的转换网络进行光伏短期功率的预测。转换网络由编码器和解码器组成。转换网络相比传统的循环神经网络(RNN)更善于挖掘时序之间的关系。注意力机制使得转换网络具有并行计算的能力,可以加快网络训练的速度。最后,在澳大利亚光伏功率与气象数据中心 (DKASC)的光伏数据集上验证了本文提出的光伏短期功率预测方法。实验结果表明,本文提出的方法具有令人满意的预测精度。     

Multimodal face aging framework via learning disentangled representation

Existing face aging (FA) approaches usually concentrate on a universal aging pattern, and produce restricted aging faces from one-to-one mapping. However, the diversity of living environments impact individuals differently in their oldness. To simulate various aging effects, we propose a multimodal FA framework based on face disentanglement technique of age-specific and age-irrelevant information. A Variational Autoencoder (VAE)-based encoder is designed to represent the distribution of the age-specific attributes. To capture the age-irrelevant features, a cycle-consistency loss of unpaired faces is utilized among various age spans. The extensive experimental results demonstrate that the sampled age-specific codes along with an age-irrelevant feature make the multimodal FA diverse and realistic.     

An effective deep learning model for grading abnormalities in retinal fundus images using variational auto-encoders

Diabetic retinopathy (DR) and Diabetic Macular Edema (DME) are severe diseases that affect the eyes due to damage in blood vessels. Computer-aided automated grading will help clinicians conduct disease diagnoses at ease. Experiments of automated image processing with deep learning techniques using CNN produce promising results, especially in the medical imaging domain. However, the disease grading tasks in retinal images using CNN struggle to retain high-quality information at the output. A novel deep learning model based on variational auto-encoder to grade DR and DME abnormalities in retinal images is proposed. The objective of the proposed model is to extract the most relevant retinal image features efficiently. It focuses on addressing less relevant candidate region generation and translational invariance present in images. The experiments are conducted in IDRID dataset and evaluated using accuracy, U-kappa, sensitivity, specificity and precision metrics. The results outperform compared with other state-of-art techniques.     

改进的多层感知机在客户流失预测中的应用

针对在传统的客户流失预测数据预处理中，使用one-hot编码处理离散属性导致数据维度增加及数据过于稀疏的问题，提出了两种基于多层感知机的改进后的客户流失预测模型。其主要思想是分别使用堆叠自编码器和实体嵌入两种方法对多层感知机进行改进，通过将离散属性的高维编码数据向低维空间映射，有效地减少了one-hot编码产生的稀疏数据，增加了离散属性值之间的关联度。在对两份公开的数据集进行交叉验证后的实验结果表明，改进后的模型既有效地提高了预测的准确度，又维持了传统多层感知机模型在并行化计算方面的优势。     

Fault Diagnosis for Rolling Bearings with Stacked Denoising Auto-encoder of Information Aggregation

信息融合型的层叠去噪自动编码器的轴承故障诊断研究

张利，高欣，徐骁

（辽宁大学 信息学院，沈阳 110036）

创新点说明：

1）针对轴承故障信号的复杂性，提出了融合性的层叠去噪自动编码器，其主要方法在于综合了隐藏层结点的信息，对每一个结点的输入信息进行加权，从而更好的包含特征信息。

2） 利用主元分析法的立体抽象形式，进行特征信息的表达比二维更易发掘。

3）利用证据理论，对不同的信息进行融合表达。

研究目的：

主要针对轴承故障信号的敏感特征不易发觉而提出一种信息融合型的去噪自动编码器方法。

研究方法：

在研究中采用西储大学的轴承数据进行测试，研究的对象包括正常，内圈，外圈以及滚动故障的4种类型数据。

其中，考察的指标为:转速，负载量，直径，采样单元。如下表所示:

栈式降噪自编码网络在变压器故障诊断中的应用

为提高变压器故障诊断的准确率,提出了一种新型的变压器故障诊断网络,该网络以基于栈式降噪自编码网络为基础,把深度学习用在诊断变压器设备故障方面,建立深层网络模型,采取逐层贪婪编码的方式进行自适应的非监督式预训练,实现高维深层故障特征的自适应提取和挖掘,进而使用反向传播算法对模型进行监督式微调。最后利用Softmax分类器,对故障进行分类输出。最后通过实例验证表明,提出的栈式降噪自编码网络能准确、有效地对变压器进行故障诊断,与传统方法相比,该方法提高了变压器故障诊断的准确率。