[發(fā)明專利]一種用于工業(yè)大數(shù)據(jù)處理的訓(xùn)練樣本生成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811297153.1
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109583474B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李斌;牛拴龍;唐立新;林惠;邱園紅;李言洲;牛通之;王博;郝雪桐;李西凱;魏富春
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 張彩錦;曹葆青

1.一種用于工業(yè)大數(shù)據(jù)處理的訓(xùn)練樣本生成方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)構(gòu)建各類工業(yè)圖像數(shù)據(jù)集，并根據(jù)各類工業(yè)圖像數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)量劃分出大樣本數(shù)據(jù)集與小樣本數(shù)據(jù)集；

2)構(gòu)建工業(yè)圖像生成對抗網(wǎng)絡(luò)cycleD2GAN，包括兩個工業(yè)圖像生成器和四個工業(yè)圖像鑒別器，分別為小樣本圖像生成器G、大樣本圖像生成器F、小樣本圖像鑒別器D1_s、小樣本圖像鑒別器D2_s、大樣本圖像鑒別器D1_b和大樣本圖像鑒別器D2_b；

3)構(gòu)建工業(yè)圖像生成對抗網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，并基于優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)分別對兩個圖像生成器和四個圖像鑒別器進(jìn)行迭代訓(xùn)練，以訓(xùn)練獲得小樣本生成參數(shù)模型，其中小樣本圖像生成器G的訓(xùn)練與小樣本圖像鑒別器D1_s和D2_s的訓(xùn)練為一組對抗過程，大樣本圖像生成器F的訓(xùn)練與大樣本圖像鑒別器D1_b和D2_b的訓(xùn)練為一組對抗過程；

4)將步驟1)中大樣本數(shù)據(jù)集中的大樣本圖像輸入訓(xùn)練獲得的小樣本生成參數(shù)模型中以生成小樣本圖像，以此完成訓(xùn)練樣本的生成；

步驟2)構(gòu)建工業(yè)圖像生成對抗網(wǎng)絡(luò)cycleD2GAN，具體包括以下子步驟：

2.1)構(gòu)建小樣本圖像生成器G，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括輸入層、學(xué)習(xí)層和輸出層，其中學(xué)習(xí)層包括多個卷積+降采樣層、若干個轉(zhuǎn)換層、以及若干個卷積+上采樣層，其輸入為大樣本圖像，輸出為生成的小樣本圖像；

2.2)構(gòu)建大樣本圖像生成器F，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與小樣本圖像生成器G的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相同，其輸入為小樣本圖像，輸出為生成的大樣本圖像；

2.3)構(gòu)建小樣本圖像鑒別器D1_s，其用于鑒別輸入的小樣本圖像是生成的小樣本圖像還是真實的小樣本圖像，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括輸入層、學(xué)習(xí)層和輸出層，其中學(xué)習(xí)層包括若干個卷積+降采樣層、以及若干個全連接層，當(dāng)輸入為真實的小樣本圖像時輸出為1，當(dāng)輸入為生成的小樣本圖像時輸出為0；

2.4)構(gòu)建小樣本圖像鑒別器D2_s，其作用及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與小樣本圖像鑒別器D1_b相同，當(dāng)輸入為真實的小樣本圖像時輸出為0，當(dāng)輸入為生成的小樣本圖像時輸出為1；

2.5)構(gòu)建大樣本圖像鑒別器D1_b，其用于鑒別輸入的大樣本圖像為生成的大樣本圖像還是真實的大樣本圖像，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與小樣本圖像鑒別器D1_b相同，當(dāng)輸入為真實的大樣本圖像時輸出為1，當(dāng)輸入為生成的大樣本圖像時輸出為0；

2.6)構(gòu)建大樣本圖像鑒別器D2_b，其作用及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與大樣本圖像鑒別器D1_b相同，當(dāng)輸入為真實的大樣本圖像時輸出為0，當(dāng)輸入為生成的大樣本圖像時輸出為1；

步驟3)中構(gòu)建的工業(yè)圖像生成對抗網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)包括生成器G與鑒別器D1_s和D2_s的對抗損失L_gan(G；D1_s；D2_s；b；s)、生成器F與鑒別器D1_b和D2_b的對抗損失L_gan(F；D1_b；D2_b；s；b)、以及循環(huán)一致?lián)p失L_cyc(G，F(xiàn))。