[發明專利]一種頻譜異常的無監督檢測方法、裝置、設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202010934719.8
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN111800811B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 熊俊;魏急波;周宣含;趙海濤;趙肖迪;李芳;周力;張曉瀛;辜方林
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H04W24/04
• 分類號: H04W24/04;H04W24/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 侯珊

1.一種頻譜異常的無監督檢測方法，其特征在于，包括：

獲取待檢測的目標信號；

根據所述目標信號的時頻圖生成對應的原始時頻圖像；

將所述原始時頻圖像輸入預先創建的生成對抗網絡，獲得與所述原始時頻圖像對應的重構時頻圖像；

利用所述原始時頻圖像和所述重構時頻圖像確定異常值，根據所述異常值及門限值生成所述目標信號的異常檢測結果；

其中，所述生成對抗網絡的創建方法包括：

創建初始生成對抗網絡，所述初始生成對抗網絡包括：編碼器網絡、生成器網絡和鑒別器網絡；

根據對抗損失函數、重構損失函數及對應的對抗損失函數權值、重構損失函數權值構建聯合損失函數 ；

通過預先獲取的訓練數據及所述聯合損失函數對所述編碼器網絡、所述生成器網絡和所述鑒別器網絡的權值進行更新，獲得所述生成對抗網絡；

其中，獲得所述生成對抗網絡之后，還包括：

將訓練數據中的每個原始測試時頻圖像輸入所述生成對抗網絡，獲得與每個原始測試時頻圖像對應的重構測試時頻圖像；

利用對應的原始測試時頻圖像和重構測試時頻圖像確定與每個原始測試時頻圖像對應的測試異常值；

將測試異常值按照降序進行排列，每個測試異常值具有對應的排列序號；

利用門限值生成規則：確定門限值；其中，為預設的虛警概率，為原始測試時頻圖像的數量，代表向下取整，為測試異常值，所述門限值為排列序號的測試異常值。

2.根據權利要求1所述的無監督檢測方法，其特征在于，所述通過預先獲取的訓練數據及所述聯合損失函數對所述編碼器網絡、所述生成器網絡和所述鑒別器網絡的權值進行更新，獲得所述生成對抗網絡，包括：

步驟一：為編碼器網絡和生成器網絡設置固定的默認權值，將第一原始測試時頻圖像輸入編碼器網絡和生成器網絡生成第一重構測試時頻圖像；將第一原始測試時頻圖像和第一重構測試時頻圖像輸入鑒別器網絡，利用所述聯合損失函數梯度下降方法，更新鑒別器網絡的權值；

步驟二：固定鑒別器網絡的權值，將第二原始測試時頻圖像輸入編碼器網絡和生成器網絡生成第二重構測試時頻圖像，將第二原始測試時頻圖像和第二重構測試時頻圖像輸入鑒別器網絡，利用所述聯合損失函數梯度下降方法，更新編碼器網絡和生成器網絡的權值；

步驟三：重復執行步驟一和步驟二預定迭代次數，獲得訓練后的所述生成對抗網絡。

3.根據權利要求1所述的無監督檢測方法，其特征在于，將所述原始時頻圖像輸入預先創建的生成對抗網絡，獲得與所述原始時頻圖像對應的重構時頻圖像，包括：

將所述原始時頻圖像輸入所述生成對抗網絡中的編碼器網絡，獲得編碼數據；

將所述編碼數據輸入所述生成對抗網絡中的生成器網絡，獲得與所述原始時頻圖像對應的重構時頻圖像。

4.根據權利要求1所述的無監督檢測方法，其特征在于，所述利用所述原始時頻圖像和所述重構時頻圖像確定異常值，根據所述異常值及門限值生成所述目標信號的異常檢測結果，包括：

利用計算所述原始時頻圖像和所述重構時頻圖像的異常值，其中，代表L1范數；

判斷所述異常值是否大于所述門限值；

若是，則所述目標信號的異常檢測結果為不存在異常；若否，則所述目標信號的異常檢測結果為存在異常。

5.根據權利要求1至4中任意一項所述的無監督檢測方法，其特征在于，若所述異常檢測結果為存在異常，則所述無監督檢測方法還包括：

將所述原始時頻圖像與所述重構時頻圖像相減，獲得異常信號的異常時頻圖，以通過所述異常時頻圖對異常信號的時頻域進行定位。