采用卷积神经网络的电站锅炉燃烧效率建模方法

针对电站锅炉燃烧效率经典建模方法精度较低的问题,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的新型建模方法。通过分析影响锅炉燃烧效率的各项因素,建立了以锅炉负荷、一二次风配风方式、烟气含氧量等参数为输入,锅炉燃烧效率为输出的建模数据集。由于CNN的核心特征是通过卷积运算从样本数据的空间关联中进行特征提取,所以为了加强输入样本数据的空间特征,利用主成分分析法(PCA)对数据进行重构。在此基础上,采用LeNet-5结构的CNN构建锅炉燃烧效率模型。仿真结果表明,经过PCA重构的锅炉燃烧效率CNN模型的检验集相对误差最小,相比经典模型减小了19.58%,该方法为锅炉燃烧效率的优化提供了新的思路。     

基于神经网络的中文语音识别技术

研究一种基于神经网络的端到端中文语音识别算法.算法将语音信息处理为频谱图,基于频谱图,设计和实现一种基于卷积神经网络和循环神经网络的深度学习模型结构用于中文语音识别.模型以汉字作为标签样本,运用训练算法和序列损失函数进行模型迭代训练最终模型;采用开源数据集,通过实验验证网络结构对识别效果的影响,同时对比传统的语音识别算...     

基于卷积神经网络的连续语音识别

在语音识别中,卷积神经网络( convolutional neural networks,CNNs)相比于目前广泛使用的深层神经网络( deep neural network,DNNs),能在保证性能的同时,大大压缩模型的尺寸。本文深入分析了卷积神经网络中卷积层和聚合层的不同结构对识别性能的影响情况,并与目前广泛使用的深层神经网络模型进行了对比。在标准语音识别库TIMIT以及大词表非特定人电话自然口语对话数据库上的实验结果证明,相比传统深层神经网络模型,卷积神经网络明显降低模型规模的同时,识别性能更好,且泛化能力更强。     

基于卷积神经网络(CNN)和CUDA加速的实时视频人脸识别

为了兼顾视频人脸识别中识别准确率和实时性,提出了基于卷积神经网络(CNN)和CUDA加速的实时视频人脸识别方法。构建了一个6层结构的CNN人脸识别网络,在视频帧中通过Adaboost算法检测到的人脸输入所构建的CNN中进行视频人脸识别,结合CUDA并行计算架构,对算法进行加速。此外为了更适用于实际视频监控情况,通过对CNN网络结构末尾Softmax分类器的分类结果进行多级判决引入了开集人脸识别功能。从多个角度对该方法进行了实验验证,结果证明,此方法可满足识别准确率和实时性要求,同时对于视频中人脸姿态变化、光照变化、距离远近等都具有良好的鲁棒性。     

基于Dropout卷积神经网络的行为识别

近年来,卷积神经网络(CNN)已经成为很多科学领域的研究热点之一.卷积神经网络作为一种深度模型可以直接作用于原始输入,不需要手动设计特征描述子.与传统神经网络相比识别效果有很大的提高.它已经建立了一类强大的模型来处理图像识别,并对其扩展到三维卷积神经网络(3D CNN)来处理视频识别问题.在此基础上,笔者对三维卷积神经网络做了如下改进:用Gabor小波核来初始化卷积操作,以达到模拟人类视觉系统对视觉刺激的响应;在网络训练的过程中加入Dropout技术,随机选择删除部分神经元,以此来提高网络的泛化能力,有效防止过拟合.提出的方法在KTH和UCF-YouTube数据集上进行验证,取得了很好地识别效果.     

基于PNCC与基频的鲁棒电话语音性别检测方案

针对电话语音性别检测存在识别准确率较低的问题,提出了一种有效的电话语音性别检测方案(CNN+SVM); 首先,采用卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)提取幂律归一化倒谱系数(Power-Normalized Cepstral Coefficient, PNCC)的有效信息;然后, 结合优化后的基频特征,选用支持向量机(Support Vector Machine, SVM)实现性别分类.该方案有效融合了男、女发音和听觉感知特性上的差异,同时利用了CNN特征提取能力以及SVM鲁棒分类能力.仿真结果表明:CNN+SVM方案针对实际场景电话语音数据集的性别识别准确率优于传统识别方法.     

基于卷积神经网络的大容量汉语孤立字语音识别方法

使用录音设备对1 605个常用汉字进行录音,得到920个孤立字发音、3 680个非特定人的语音样本库.采用语音语谱图作为汉语单字语音识别的特征,构建了6层卷积神经网络应用于模型库的语音识别.通过深度学习方法对语音样本进行了训练和识别.实验结果表明,所构造的20-40-3500结构的卷积神经网络模型对语音样本库具有最好的识别效果,对测试样本的识别率达到97.87%,对全部样本的识别率达到99.32%.     

基于卷积神经网络的无人机识别方法仿真研究

为了提高卷积神经网络(CNN)的泛化性和鲁棒性,改善无人机航行时识别目标图像的精度,提出了一种CNN与概率神经网络(PNN)相结合的混合模型。利用CNN提取多层图像表示,使用PNN提取特征对图像进行分类以替代CNN内部的BP神经网络,采用均方差和降梯度法训练模型,通过将预处理的图像传输到CNN-PNN模型,对图像纹理和轮廓进行分类识别,并将此模型的仿真结果与卷积神经网络模型、卷积神经网络-支持向量机模型的结果进行对比。仿真结果表明,与其他两种模型相比,CNN-PNN模型具有更好的精准度,识别率高达96.30%。因此,CNN-PNN模型能够快速有效地识别图像,准确度和实时性较高,在图像识别等方面具有很好的应用前景。     

基于多重分形关联和深度CNN的常规雷达目标分类方法

针对传统分类方法中飞机雷达回波信号识别分类精度低、人工定义特征稳定性差的问题，提出基于多重分形关联特征和深度卷积神经网络(convolutional neural network,简称CNN)的雷达目标分类方法.首先，对输入训练数据进行多重分形关联分析，将多重分形关联谱的投影图作为输入特征图；然后，利用深度卷积神经网络对特征进行训练，得到训练模型；最后，使用训练后的模型对目标进行分类.实验结果表明：相对于其他3种方法，该文方法有更强的飞机分类性能.     

基于FPGA的卷积神经网络加速系统

以在现场可编程门阵列(FPGA)上部署卷积神经网络为背景,提出了卷积神经网络在硬件上进行并行加速的方案.主要是通过分析卷积神经网络的结构特点,对数据的存储、读取、搬移以流水式的方式进行,对卷积神经网络中的每一层内的卷积运算单元进行展开,加速乘加操作. 基于FPGA特有的并行化结构和流水线的处理方式可以很好地提升运算效率,从对ciafr-10数据集的物体分类结果看,在不损失正确率的前提下,当时钟工作在800 MHz时,相较于中端的Intel处理器,可实现4倍左右的加速.卷积神经网络通过循环展开并行处理以及多级流水线的处理方式,可以加速卷积神经网络的前向传播,适合于实际工程任务中的需要.     

基于注意力机制的卷积循环网络语音降噪

不同噪声在频谱上具有不同的特性,为了解决卷积神经网络对含有不同噪声的语音降噪的局限性,通过引入通道注意力机制作为卷积循环网络的中间层,将卷积层中不同功能的卷积核赋予不同的权重,使模型在训练时能够对输入数据更有针对性地去除噪声部分,从而达到更好的降噪效果.针对含有15种噪声的含噪语音分别应用循环神经网络、编解码卷积网络和...     

语音识别中的DenseNet模型研究

为了解决语音识别中由网络加深导致的低层特征消失、参数量大及网络训练困难的问题,基于Inception V3网络的非对称卷积思想,提出了一种改进的密集连接卷积神经网络(densely connected convolutional neural networks, DenseNet)模型。根据语音识别的长时相关性,通过密集连接块建立起不同层之间的连接关系,从而保存低层特征、加强特征传播;为了得到尺度更丰富的声学特征,将卷积核的范围进行扩大;利用非对称卷积思想分解卷积核,以减少参数量。实验结果表明,相较经典深度残差卷积神经网络模型和原始DenseNet模型,提出的模型在THCHS30数据集上的语音识别性能更好,在保证识别率的情况下,还减少了网络参数量,提高了模型训练效率。     

基于非负矩阵分解和长短时记忆网络的单通道语音分离

为了解决语音分离中非负矩阵分解(non-negative matrix factorization,NMF)、深度神经网络(deep neural network,DNN)等算法没有考虑语音时序相关性的问题。结合NMF和长短时记忆网络(long short-term memory,LSTM)算法提出NMFLSTM单通道语音分离算法:将语音信号的幅度谱作为模型的输入特征,通过训练NMF和LSTM模型获得目标语音的基矩阵和系数矩阵,并对其结果进行语音重构最终实现语音分离。实验结果表明:相比于未考虑语音时间连续性的算法,使用NMFLSTM算法分离语音的客观语音质量评估值(perceptual evaluation of speech quality,PESQ)有明显提升,其最大值超过3. 1,获得良好的分离效果。     

基于BP神经网络的桥梁移动荷载识别精度

为了识别作用于桥梁结构上的移动荷载,基于反向传播神经网络方法,开展了输入参数对荷载识别精度影响的分析.首先利用ANSYS模拟移动集中力通过简支T梁桥,得到了主梁跨中位移、速度和加速度时程曲线;其次基于MATLAB建立反向传播神经网络结构,分别将桥梁结构的位移、速度和加速度动态响应数据作为反向传播神经网络的输入参数,移动荷载大小作为输出参数,研究不同输入参数对荷载识别精度的影响;然后分别选取位移和速度、位移和加速度、速度和加速度以及三者组合的工况进行多参数输入的优化设计;最后,以某4跨预应力混凝土连续T梁桥工程为背景,以重车下的竖向加速度实测数据验证了该反向传播神经网络用于识别实桥上简单移动荷载的可行性.结果 表明:利用反向传播神经网络进行移动荷载大小识别时,单输入参数的识别精度由高到低依次为加速度、速度、位移,建议在实际工程中采用较易获取的加速度数据作为输入参数进行荷载识别;多参数组合输入可以提高移动荷载的识别精度,其中速度和加速度组合可以实现较优的识别效果;实测数据证明了该反向传播神经网络用于简单的实桥荷载识别是可行的.相关研究结果可为桥梁载荷识别及桥梁结构的性能评价提供参考.     

基于注意力与多尺度的4类脑电信号解码

为了增加主动式脑-机接口（BCI）指令集的数量，提出了一种基于运动想象和言语想象的时序编码实验范式。通过将1个运动想象和1个言语想象分时序进行，获得了4类想象方式：1）运动想象；2）言语想象；3）先运动想象再言语想象；4）先言语想象再运动想象。针对上述实验范式的脑电信号设计一种基于注意力与多尺度神经网络（AMEEGNet）：首先通过一个空洞卷积和三个不同大小尺度的二维卷积提 取信号的鲁棒性时间表示；然后使用深度卷积和可分离卷积提取空间特征和频域特征；此外，在模型中添加挤压激励模块，以自适应提取具有高分类精度的特征；最后采用一个具有全连接的网络层进行分类。该模型在拥有四类想象的时序编码实验数据集上获得了71.1%的平均准确度，且在同一数据集上EEGNet，MMCNN，Shallow ConvNet，TSGL-EEGNet分别取得57.9%，60.5%，68.3%，68.4%的精度，可见所提模型识别准确率最高。     

基于改进的卷积神经网络的钢号识别

为获取样本的多样性特征,提出了一种改进的卷积神经网络结构。该网络中引入多层递归神经网络,利用卷积神经网络提取输入图像的浅层特征,同时利用卷积神经网络和递归神经网络并行提取高层特征,最后将两种网络学习到的特征进行融合输入到分类器中分类。利用迁移学习理论解决小样本集数据训练不足的问题,并将这种卷积神经网络结构应用于石油物资管线钢号识别中。实验探究了递归神经网络个数与卷积核个数对网络性能的影响,实验结果表明,改进的网络结构与其它网络进行对比,错误率降低了 3% 。     

基于多尺度一维卷积神经网络的弯管冲蚀损伤智能检测方法

针对高压管汇损伤需要提高检测效率和准确率的问题,提出一种基于多尺度一维卷积神经网络(multi-scale one-dimensional convolutional neural network, MS-1DCNN)的弯管冲蚀损伤智能检测新方法,即用多尺度卷积层代替传统的单一尺度卷积层。在MS-1DCNN模型中,把通过模拟实验所得弯管冲蚀损伤原始时域信号作为多尺度一维卷积神经网络的输入,这样能解决传统方法依赖人工提取特征和专家知识的问题;然后,通过多尺度卷积层和池化层的交替连接对输入信号进行特征提取;最后,经由输出层输出弯管冲蚀损伤分类结果。模型试验结果表明：基于MS-1DCNN弯管冲蚀损伤检测方法可以有效检测出弯管冲蚀损伤,且平均检测准确率达到99.18%。研究可为高压管汇冲蚀损伤智能检测提供一种新思路。     

电话交谈语音识别中基于 LSTM-DNN 语言模型的重评估方法研究

近年来,神经网络语言模型的研究越来越受到学术界的广泛关注.基于长短期记忆(long short-term memory,LSTM)结构的深度神经网络(LSTM-deep neural network,LSTM-DNN)语言模型成为当前的研究热点.在电话交谈语音识别系统中,语料本身具有一定的上下文相关性,而传统的语言模型对历史信息记忆能力有限,无法充分学习语料的相关性.针对这一问题,基于LSTM-DNN语言模型在充分学习电话交谈语料相关性的基础上,将其应用于语音识别系统的重评估过程,并将这一方法与基于高元语言模型、前向神经网络(feed forward neural network,FFNN)以及递归神经网络(recurrent neural network,RNN)语言模型的重评估方法进行对比.实验结果表明,LSTM-DNN语言模型在重评估方法中具有最优性能,与一遍解码结果相比,在中文测试集上字错误率平均下降4.1％.     

基于卷积神经网络和迁移学习的结构损伤识别

针对传统基于机器学习损伤识别方法手工提取特征适应性差、识别能力弱等问题,提出一种基于卷积神经网络和迁移学习的新颖、快速结构损伤识别方法.首先根据损伤特征向量特点,提出原始信号的分帧处理流程;其次考虑多传感器数据融合要求,建立多通道一维卷积神经网络结构损伤识别模型,给出模型的整体流程和网络参数;然后采集不同通道和不同噪声水平下,模拟不同位置程度损伤的15层框架数值模型加速度数据,进行损伤识别;最后将网络模型进行迁移学习,对7层框架模型试验进行损伤识别,并验证所提方法的可行性、准确性和计算复杂性.结果表明,该方法实现了特征自适应提取、损伤位置和损伤程度的精准识别,具有突出的计算效率.     

融合词汇特征的生成式摘要模型

生成过程中利用词汇特征(包含n-gram和词性信息)识别更多重点词汇内容,进一步提高摘要生成质量,提出了一种基于sequence-to-sequence(Seq2Seq)结构和attention机制的、融合了词汇特征的生成式摘要算法。算法的输入层将词性向量与词向量合并后作为编码器层的输入,编码器层由双向LSTM组成,上下文向量由编码器的输出和卷积神经网络提取的词汇特征向量构成。模型中的卷积神经网络层控制词汇信息,双向LSTM控制句子信息,解码器层使用单向LSTM为上下文向量解码并生成摘要。实验结果显示,在公开数据集和自采数据集上,融合词汇特征的摘要生成模型性能优于对比模型,在公开数据集上的ROUGE-1,ROUGE-2,ROUGE-L分数分别提升了0.024,0.033,0.030。因此,摘要的生成不仅与文章的语义、主题等特征相关,也与词汇特征相关,所提出的模型在融合关键信息的生成式摘要研究中具有一定的参考价值。