基于自适应分层阈值判断的神经网络模型压缩

面对多样化的应用环境,卷积神经网络（CNN）的架构深度不断增加以提升精度,但同时需要大量的计算参数和网络存储。针对CNN卷积层参数冗余和运算效率低的问题,提出一种基于分层阈值的自适应动态剪枝方法。设计自适应分层阈值判断算法,对批归一化层的尺度因子进行聚类分析,自适应地找到每层的分类断点并据此确定最终阈值,利用该阈值修剪正则化后的输入模型,从而避免根据经验人为定义固定阈值,减小模型尺寸和运行时占用的内存。分别采用该方法和LIU等提出的使用固定阈值且全局修剪的方法对VGGNet、ResNet、DenseNet和LeNet模型进行压缩,并在CIFAR、SVHN和MNIST数据集上测试模型性能。实验结果表明,该方法能够在模型精度与剪枝率之间找到最优平衡,剪枝后模型的测试错误率较对比方法降低0.02~1.52个百分点,同时自适应分层阈值判断算法也能避免对比方法在全局修剪时减去整个层的问题。     

基于双重注意力机制的CycleGAN海岸线自动提取方法

将遥感图像进行像素级海陆分割是海岸线提取的一项基础性工作。由于海岸线的动态变化,获取精准的海岸线标记数据集比较困难,为此采用Google Aerial photo-Maps配对样本,在对Google Maps进行海陆二值化处理后构建了新的配对数据集。针对新数据集样本较少问题,在循环生成对抗网络（CycleGAN）模型的基础上,提出了基于双重注意力机制的DAM-CycleGAN。新模型全面考虑遥感图像和海陆二值化图像之间的结构相似性,改进了循环一致性损失,并设计通道注意力模块和空间注意力模块来凸显显著性特征和区域,以增强模型在小样本训练下的特征学习能力。在均方误差、平均像素精度和平均交并比（MIoU）三个评价指标上,与全卷积神经网络模型、DeepLab模型在多个规模数据集训练下的实验结果对比,改进模型转换的海陆二值化图像与真值图像更加吻合,MIoU值分别至少提高7%、6%以上,验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于迁移学习及气象卫星云图的台风等级分类研究

针对传统卫星云图特征提取方法复杂且深度卷积神经网络（Deep Convolutional Neural Network, DCNN）模型开发困难的问题,提出一种基于参数迁移的台风等级分类方法。利用日本气象厅发布的近40 a 10 000多景台风云图数据,构建了适应于迁移学习的台风云图训练集和测试集。在大规模ImageNet源数据集上训练出3种源模型VGG16,InceptionV3和ResNet50,依据台风云图低层特征与高层语义特征的差异,适配网络最佳迁移层数并冻结低层权重,高层权重采用自适应微调策略,构建出了适用于台风小样本数据集的迁移预报模型T-typCNNs。实验结果表明:T-typCNNs模型在自建台风数据集上的训练精度为95.081%,验证精度可达91.134%,比利用浅层卷积神经网络训练出的精度高18.571%,相比于直接用源模型训练最多提高9.819%。     

电力系统暂态电压稳定评估的混合智能特征双重筛选方法

含高比例新能源与直流接入的电力系统暂态电压稳定特征呈高维冗余性,影响基于数据驱动评估模型的效率和性能。为此,在构建一组适应含高比例新能源和直流接入场景的完备特征集合基础上,提出一种基于改进Relief算法和改进群智能优化算法双重筛选的混合智能特征选择方法,以降低原始特征维度,提高模型稳定评估的效率和准确率。首先,通过时序分层处理对原始Relief算法进行时序改进,并利用该改进算法进行特征的有效性度量,以消除分类低效特征,得到降维后的初筛特征子集;随后,融合特征有效性度量值对群智能优化算法进行搜索性能增强。再以此增强算法为寻优策略,并以时序分类模型卷积门控循环单元(convolution gated recurrent unit,ConvGRU)为分类器,构成基于群智能优化算法的封装式特征选择方案,进一步实现特征子集寻优。最后,通过算例对比分析,该方法下高维特征维度能压缩80%以上,且所选特征子集能有效提高评估模型的准确率,验证该方法对于高维时序特征筛选处理的有效性及必要性。     

基于改进最小分类误差准则算法的深度学习研究——以台风卫星云图为例

针对传统基于最小分类误差准则（MCE）建立的目标函数存在样本错分类时网络出现的梯度反向问题,引入最小分类误差准则,定义带修正项的FMCE目标函数。以较高精度的交叉熵作为基函数,将FMCE作为修正函数,提出改进交叉熵目标函数CE-FMCE,使得网络在反向传播过程中提升标签类输出的概率。CE-FMCE不仅克服了传统MCE目标函数的梯度反向问题,还弥补了交叉熵函数对非标签集梯度不作区分处理的不足。分别在自建台风云图数据集和通用数据集MNIST上对CE-FMCE和MSE、交叉熵、MCE、M3CE进行对比实验,实验结果表明CE-FMCE优于其他目标函数。     

面向视频数据的深度学习目标识别算法综述

目标识别是计算机视觉领域的一大挑战,随着深度学习的发展,目标识别算法被广泛应用于视频数据中目标的识别和监测。对现有目标识别算法进行归纳,根据是否采用锚点机制将主流算法分为Anchor-Based和Anchor-Free两大类。针对R-CNN、SPP-Net、SSD、YOLOv2等Anchor-Based类目标识别算法,从候选框创建、特征提取和结果生成角度分析基于区域和基于回归的目标识别算法的区别和各自优势。针对CornerNet、ExtremeNet、CenterNet、FCOS等Anchor-Free类目标识别算法,从特征提取、关键点选择/层次结构和结果生成角度分析基于关键点和基于特征金字塔的目标识别算法的区别和各自优势。在此基础上,以识别效率和识别精度为评价指标,对Faster R-CNN、Mask R-CNN、SSD等8种代表性目标识别算法进行对比总结。最后,针对目标识别算法中的数据预处理耗时长、多尺度特征同步识别精度低、结构繁杂等问题,对当前研究的不足和未来研究方向进行分析和展望。     

一种基于主属性判定的关联规则挖掘约简算法

关联规则挖掘是经典的数据挖掘方法,越来越多的企业都把它看作是必不可少的战略分析工具。当前关联规则挖掘方法得到的规则过多,令用户在运用时难以理解,因此研究关联规则集的约简方法具有应用价值。研究了数据库模式中关键字包含的主属性对基于Apriori算法的关联规则挖掘产生的关联规则的影响,即部分函数依赖会导致关联规则挖掘的数据集中冗余信息的频繁出现,并产生没有实际价值的关联规则,识别并消除这样的规则就能实现规则集的约简。求全部主属性如同求所有候选关键字问题都是NP难题,因此提出了一种基于一个候选关键字进行验证的算法来判定主属性,从而完成基于主属性判定的关联规则挖掘约简算法的设计与实现,并在最后的实验中验证了该算法的有效性。      

基于等效简化和GPU的高比例新能源电网快速仿真系统

随着新能源比例的不断提高,电力电子设备的毫秒级暂态控制与电网的秒级动态特征耦合程度不断加深,而当前的仿真系统在规模和速度方面无法适应复杂大规模电网的分析需求。为此,提出基于等效简化和GPU的高比例新能源电网快速仿真系统。基于控制模型和联结阻抗对大规模变流器设备进行聚合等效,在保证精度的前提下简化多变流器的仿真规模;对电网结构进行分区简化,便于并行计算以及降低运算复杂度;电网的仿真运算通过GPU并行计算完成,提高仿真系统的运行速度;通过聚合等效、分区简化和并行计算的相互结合,在保证仿真精度的前提下实现了高比例新能源电网的快速仿真,准确快速对高比例新能源电网的运行特性进行分析。最后通过运行实例验证了所提仿真系统具有较好的精度和运行效率。     

基于多特征融合和卷积神经网络的无参考图像质量评价

为了更好地评价图像质量,解决在基于卷积神经网络的图像质量评价模型(CNN-IQA)上明显忽略的分块图像之间存在差异性的问题,提出了一种多特征融合的CNN模型.首先,将整幅图像进行不重叠分块,并提取每个分块图像的信息熵和纹理特征.然后,将提取计算的两特征相结合,计算各分块图像的重要性权重,以此衡量分块图像对失真图像质量的...     

基于同步相量数据的次同步振荡检测与模态参数辨识方法

新能源集中并网已引发了多起次同步振荡(sub-synchronousoscillation,SSO)事故,严重威胁电力系统安全稳定。为对SSO进行实时预警与分析,提出一种基于同步相量数据的SSO检测与模态参数辨识方法。首先,推导SSO与同步相量中SSO分量实部、虚部的对应关系,在此基础上,选取同步相量实部作为特征量;其后,分析了SSO振荡特性变化时,同步相量中SSO分量的表现形式,并引入变分模态分解(variationalmodedecomposition,VMD)与希尔伯特变换(Hilbert transform,HT)对同步相量中SSO分量进行模态参数辨识,进而根据对应关系实现SSO模态参数的准确辨识。最后,利用同步相量中SSO分量瞬时幅值的差分来检测SSO振荡特性是否变化,并通过合成信号、电磁暂态仿真数据与实测数据对所提方法的有效性进行验证,该方法的理论成果有望在未来为SSO的实时预警,辅助决策提供技术支撑。