[發明專利]一種雙階段布里淵頻移提取方法

有效

• 申請號: 202110776984.2
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113465676B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 王曰海;蘇梁灝;陳蓓;劉笑之;楊建義
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01D5/353;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

1.一種雙階段布里淵頻移提取方法，其特征在于，構建去噪和回歸的雙階段網絡，所述方法包括以下步驟：

(1)構建第一階段的去噪網絡，該網絡是編碼器、等維度的解碼器和殘差連接單元構成，實現布里淵增益譜的去噪：

1)編碼器：采用多個卷積層和全連接層來提取布里淵增益譜X數據間的局部特征，得到特征A；

2)解碼器：采用反卷積層和全連接層對編碼器的輸出A進行解碼，還原得出去噪后的布里淵增益譜Y；

3)殘差連接單元：通過對具有相同維度的編碼器的卷積層輸出和解碼器的反卷積層輸出進行跳躍連接；

(2)構建第二階段的回歸網絡，該網絡由卷積單元和回歸單元構成，實現從布里淵增益譜中提取布里淵頻移的功能：

1)卷積單元：采用n組不同的卷積序列[a₁,a₂,……,a_n]對去噪后的布里淵增益譜Y的不同數據點進行局部特征的提取，得出特征序列[p₁,p₂,……,p_n]，將特征序列進行組合，得到卷積單元的輸出C；

2)回歸單元：采用依次連接的多組全連接層將卷積單元的輸出C映射到輸出空間，得出布里淵頻移f。

2.根據權利要求1所述的一種雙階段布里淵頻移提取方法，其特征在于，所述的去噪網絡具體為：

所述編碼器包含多組依次連接的一維卷積層、ReLU激活函數層、最大池化層、BatchNorm層以及多個全連接層加ReLU激活函數層；

所述解碼器包含與編碼器等維度的全連接層和ReLU激活函數層，以及多組依次連接的反卷積層、ReLU激活函數層和BatchNorm層形成的子網絡層；

所述殘差連接單元是將解碼器的子網絡層輸出經過ReLU激活函數與具有相同維度的編碼器的卷積層輸出進行跳躍連接。

3.根據權利要求1所述的一種雙階段布里淵頻移提取方法，其特征在于，所述回歸網絡具體為：

所述卷積單元包含多組卷積序列，每組卷積序列是由一維卷積層、RELU激活函數層、最大池化層和BatchNorm層組合而成的網絡層序列構成；

所述回歸單元包含多組依次連接的全連接層網絡和ReLU激活函數層形成的子網絡層。

4.根據權利要求1所述的一種雙階段布里淵頻移提取方法，其特征在于，所述回歸網絡中卷積單元特征序列的組合方式為殘差連接或者堆疊連接。

5.根據權利要求4所述的一種雙階段布里淵頻移提取方法，其特征在于，所述回歸網絡中卷積單元特征序列的組合方式為殘差連接。

6.根據權利要求1所述的一種雙階段布里淵頻移提取方法，其特征在于，所述去噪網絡的損失函數選擇K-L散度損失函數、均方誤差損失函數或兩者的加權組合。

7.根據權利要求1所述的一種雙階段布里淵頻移提取方法，其特征在于，所構建的回歸網絡的損失函數選擇L1損失函數、均方誤差損失函數或兩者的加權組合。

8.根據權利要求6所述的一種雙階段布里淵頻移提取方法，其特征在于，所述去噪網絡的損失函數選擇K-L散度損失函數：

網絡訓練的數據集H＝{(x,t)}，其中x是理想的洛倫茲曲線加上高斯白噪聲，t是對應的理想的洛倫茲曲線，y是輸入數據為x時網絡的輸出，w是網絡模型的連接權重矩陣和偏置向量的組合，q＝{q₁,...,q_i,...q_n}是輸入數據為x時網絡的輸出滿足的概率分布，p＝{p₁,...,p_i...,p_n}是標簽t滿足的真實洛倫茲曲線的概率分布，λ是正則化參數。

9.根據權利要求7所述的一種雙階段布里淵頻移提取方法，其特征在于，回歸網絡構建的損失函數為L1損失函數：

其中，x是網絡的輸入，y是網絡的輸出，t是真實的布里淵頻移值，w是網絡模型的連接權重矩陣和偏置向量的組合，λ是正則化參數。