基于生成对抗网络的半监督遥感图像飞机检测

作者： 陈国炜   刘磊   郭嘉逸   潘宗序   胡文龙   来源： 中国科学院大学学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 生成对抗网络   目标检测   半监督学习  

描述： 遥感图像上的飞机目标检测是一件极富挑战性的工作,吸引了广大研究者的兴趣。基于人工神经网络的方法是当前遥感图像飞机目标检测的主流方法,这类方法要求人工标记大量的数据用于训练。对训练图像的人工标注工作费时费力,是制约有效利用大规模数据的主要瓶颈之一。为解决这个问题,提出一种基于生成对抗网络(generative adversarial networks,GAN)的半监督检测方法。在遥感图像飞机目标检测中,该方法不需要标记全部用于训练的图像,只需要标记其中一小部分样本,再和大量未标记数据一起进行训练便能取得优异的检测结果。该方法结合传统的检测网络和基于GAN的半监督学习网络。在对抗训练过程中,生成器学习数据分布并生成假样本,判别器判别真假样本,同时判别器还需要从标记数据中学习类别信息。最后,判别器学习到的决策分类面不仅仅区分出标记数据,而且平行于数据分布的边界。实验证明,在存在大量可供训练的图像的基础上,减少标注数据的比例,全监督学习方法性能会大幅下降;而本文提出的半监督学习方法,由于利用了未标注的数据,能保持更好的检测性能。

基于生成对抗网络的半监督遥感图像飞机检测

作者： 陈国炜   刘磊   郭嘉逸   潘宗序   胡文龙   来源： 中国科学院大学学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 生成对抗网络   目标检测   半监督学习  

描述： 遥感图像上的飞机目标检测是一件极富挑战性的工作,吸引了广大研究者的兴趣。基于人工神经网络的方法是当前遥感图像飞机目标检测的主流方法,这类方法要求人工标记大量的数据用于训练。对训练图像的人工标注工作费时费力,是制约有效利用大规模数据的主要瓶颈之一。为解决这个问题,提出一种基于生成对抗网络(generative adversarial networks,GAN)的半监督检测方法。在遥感图像飞机目标检测中,该方法不需要标记全部用于训练的图像,只需要标记其中一小部分样本,再和大量未标记数据一起进行训练便能取得优异的检测结果。该方法结合传统的检测网络和基于GAN的半监督学习网络。在对抗训练过程中,生成器学习数据分布并生成假样本,判别器判别真假样本,同时判别器还需要从标记数据中学习类别信息。最后,判别器学习到的决策分类面不仅仅区分出标记数据,而且平行于数据分布的边界。实验证明,在存在大量可供训练的图像的基础上,减少标注数据的比例,全监督学习方法性能会大幅下降;而本文提出的半监督学习方法,由于利用了未标注的数据,能保持更好的检测性能。

面向飞机辅助动力装置在翼剩余寿命预测的性能参数扩增方法

作者： 刘连胜   张晗星   刘晓磊   王璐璐   梁军   来源： 仪器仪表学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 生成对抗网络   辅助动力装置   在翼寿命   参数扩增   故障预测  

描述： 为解决飞机辅助动力装置(APU)在翼性能参数维度低而无法获得较高准确故障预测结果的问题,提出了一种基于生成对抗网络(GAN)性能参数的扩增方法。首先,在研究GAN原理的基础上,通过网格搜索算法确定生成器与判别器的优化参数;其次,研究面向APU性能退化参数的扩增方法,为APU的剩余寿命预测提供输入参数;最后,基于中国南方航空股份有限公司机队的APU在翼监测参数,全面验证和评估所提方法的性能。基于GAN生成10维的排气温度参数通过欧几里得距离、皮尔森相关系数和KL散度度量方法进行处理,结果表明生成参数与原始参数具有较好的一致性。基于3种寿命预测方法开展的对比实验中,将生成的10维参数与原始参数共同用于APU剩余寿命预测,与仅将原始性能参数用于APU剩余寿命预测相比,平均绝对误差和均方根误差表征的预测结果准确性至少提升了8.55%和3.62%。

面向飞机辅助动力装置在翼剩余寿命预测的性能参数扩增方法

作者： 刘连胜   张晗星   刘晓磊   王璐璐   梁军   来源： 仪器仪表学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 生成对抗网络   辅助动力装置   在翼寿命   参数扩增   故障预测  

描述： 为解决飞机辅助动力装置(APU)在翼性能参数维度低而无法获得较高准确故障预测结果的问题,提出了一种基于生成对抗网络(GAN)性能参数的扩增方法。首先,在研究GAN原理的基础上,通过网格搜索算法确定生成器与判别器的优化参数;其次,研究面向APU性能退化参数的扩增方法,为APU的剩余寿命预测提供输入参数;最后,基于中国南方航空股份有限公司机队的APU在翼监测参数,全面验证和评估所提方法的性能。基于GAN生成10维的排气温度参数通过欧几里得距离、皮尔森相关系数和KL散度度量方法进行处理,结果表明生成参数与原始参数具有较好的一致性。基于3种寿命预测方法开展的对比实验中,将生成的10维参数与原始参数共同用于APU剩余寿命预测,与仅将原始性能参数用于APU剩余寿命预测相比,平均绝对误差和均方根误差表征的预测结果准确性至少提升了8.55%和3.62%。

基于特征注意力机制的GRU-GAN航空发动机剩余寿命预测

作者： 袁烨   黄虹   程骋   虞文武   丁汉   来源： 中国科学:技术科学 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 注意力机制   生成对抗网络   特征提取   航空航天   剩余寿命预测  

描述： 涡扇发动机作为航空航天领域的核心设备之一,其健康状况决定了航空器能否稳定可靠地运行.涡扇发动机的剩余寿命预测是航天器设备监测与维护的重要一环.然而涡扇发动机的监测过程具有工况复杂、监测数据多样、时间跨度长等特点,针对其数据类型多且体量大、数据冗余度较高、剩余寿命预测精度较低等问题,本文通过将生成对抗网络(Generative adversarial network, GAN)的生成能力与门控循环单元(Gate recurrent unit, GRU)的预测能力相结合,提出一种基于特征注意力机制的GAN和GRU融合模型.为了对时序关系进行建模,首先利用特征注意力机制和GRU分别提取空间和时间上的相关性,然后将经过预训练的生成器附加到GRU之后得到整体模型.具体来说,本文采用预训练的GAN网络生成模块替代传统自编码器,解决了由自编码器参数过多引起的GRU模块训练不充分的问题,提升了时空相关特性的提取能力、提高了模型的泛化性能、提升了预测精度.本文利用CMAPSS涡扇发动机数据来验证模型效果,通过与不同机器学习方法进行对比,实验结果显示,该方法在均方根误差和指数型评价指标这两个评价指标上都有较高的预测精度.

基于特征注意力机制的GRU-GAN航空发动机剩余寿命预测

作者： 袁烨   黄虹   程骋   虞文武   丁汉   来源： 中国科学:技术科学 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 注意力机制   生成对抗网络   特征提取   航空航天   剩余寿命预测  

描述： 涡扇发动机作为航空航天领域的核心设备之一,其健康状况决定了航空器能否稳定可靠地运行.涡扇发动机的剩余寿命预测是航天器设备监测与维护的重要一环.然而涡扇发动机的监测过程具有工况复杂、监测数据多样、时间跨度长等特点,针对其数据类型多且体量大、数据冗余度较高、剩余寿命预测精度较低等问题,本文通过将生成对抗网络(Generative adversarial network, GAN)的生成能力与门控循环单元(Gate recurrent unit, GRU)的预测能力相结合,提出一种基于特征注意力机制的GAN和GRU融合模型.为了对时序关系进行建模,首先利用特征注意力机制和GRU分别提取空间和时间上的相关性,然后将经过预训练的生成器附加到GRU之后得到整体模型.具体来说,本文采用预训练的GAN网络生成模块替代传统自编码器,解决了由自编码器参数过多引起的GRU模块训练不充分的问题,提升了时空相关特性的提取能力、提高了模型的泛化性能、提升了预测精度.本文利用CMAPSS涡扇发动机数据来验证模型效果,通过与不同机器学习方法进行对比,实验结果显示,该方法在均方根误差和指数型评价指标这两个评价指标上都有较高的预测精度.

基于BERT与生成对抗的民航陆空通话意图挖掘

作者： 马兰   孟诗君   吴志军   来源： 系统工程与电子技术 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 民航陆空通话   信息提取   生成对抗网络   双向转换编码器   本体  

描述： ）模型进行推理预测，学习标签的依赖关系并加以约束获取全局最优结果；最后根据编辑距离（edit distance，ED）算法进行意图信息合理性校验与修正。对比实验结果表明，本文所提方法的宏平均F1值达到了98.75%，在民航陆空通话数据集上的意图挖掘的性能优于其他主流模型，为其加入数字化进程奠定了基础。

时间域航空电磁的天电噪声去除研究

作者： 贲放   黄威   路宁   韩飞   郑红闪   丁志强   李军峰   来源： 物探与化探 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 时间域航空电磁   去噪   剪切均值滤波   天电噪声  

描述： 天电噪声是影响时间域航空电磁数据质量的主要噪声源之一,在实际工作中如何对其高效、快速地去除是数据预处理的关键。前人研究的α-trimmed均值/中值滤波对天电噪声去除效果较好,但单窗口滤波存在一定问题,小窗口滤波去除天电噪声不彻底,大窗口滤波虽可很好地去除天电噪声,但供电处、峰值和断电处数据会被过度平均化。因此,提出混合窗口剪切均值滤波,即每半个周期内供电处、峰值和断电处数据采用小窗口参数滤波,其他数据采用大窗口参数滤波,该方法滤波后保证数据变化趋势的同时较好地去除了天电噪声。天电噪声的去除不仅能提高数据信噪比且能增大勘探深度,可以为后期数据处理提供高质量的原始测量数据。

时间域航空电磁的天电噪声去除研究

作者： 贲放   黄威   路宁   韩飞   郑红闪   丁志强   李军峰   来源： 物探与化探 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 时间域航空电磁   去噪   剪切均值滤波   天电噪声  

描述： 天电噪声是影响时间域航空电磁数据质量的主要噪声源之一,在实际工作中如何对其高效、快速地去除是数据预处理的关键。前人研究的α-trimmed均值/中值滤波对天电噪声去除效果较好,但单窗口滤波存在一定问题,小窗口滤波去除天电噪声不彻底,大窗口滤波虽可很好地去除天电噪声,但供电处、峰值和断电处数据会被过度平均化。因此,提出混合窗口剪切均值滤波,即每半个周期内供电处、峰值和断电处数据采用小窗口参数滤波,其他数据采用大窗口参数滤波,该方法滤波后保证数据变化趋势的同时较好地去除了天电噪声。天电噪声的去除不仅能提高数据信噪比且能增大勘探深度,可以为后期数据处理提供高质量的原始测量数据。

接地导线源航空瞬变电磁系统EEMD法去除传感器运动噪声

作者： 刘富波   耿智   张启卯   黄玲   方广有   来源： 物探与化探 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： EEMD法   去噪   接地导线源   运动噪声   航空瞬变电磁系统  

描述： 航空电磁系统观测值中不仅包含了地下介质的响应,还包含多种噪声成分,其中传感器运动噪声具有频率低、幅值大、非周期等特点,是航空电磁探测系统的主要噪声源之一。针对运动噪声的上述特点,利用EEMD方法对随机信号的分解能力,将航空电磁信号分解为多阶IMFs分量;利用IMFs某阶分量拟合传感器运动噪声,并从航空电磁信号中加以去除,从而获得去除运动噪声后的信号。本文利用EEMD方法对航空电磁仿真信号中运动噪声加以识别和去除,取得了良好的效果。通过与传统样条插值方法去噪效果的对比,表明EEMD法能够有效地去除线圈中的运动噪声,同时将该方法应用于山东某地无人机半航空瞬变电磁系统实测数据处理中,取得了良好的去噪效果。