基于近红外光谱特性分析的花生含水率检测

以花生检测国家标准GB/T 5497为基础，采用近红外光谱检测技术对花生含水率是否达标进行检测. 实验配制了30个不同含水率的花生样本，其中18个样本含水率达到国家标准，12个未达标，将样本分为训练集和测试集，通过近红外实验获取不同含水率的花生对不同波长光的吸收情况，将采集的数据作为BP神经网络的输入参数，在训练集对神经网络进行学习和训练，然后采用该模型，对测试集花生含水率是否达标进行测试. 实验表明，基于近红外光谱技术和神经网络的识别方法可全部正确识别测试集样本.     

基于振动与声音信号深度学习的岩性识别方法

岩性识别对地质勘查和储层评价具有重要意义,科学有效地开展岩性自动识别的相关研究能够有效地为勘查过程提供指导,减少工作的盲目性和冗杂性。针对常见的砂岩地层,选择三类砂岩,基于室内微钻试验台,设计钻杆转速、钻孔深度和钻孔位置三个变量,检测钻进过程中产生的振动和声音特征信号。将采集的振动和声音信号预处理,提高信噪比,生成数据集。将振动和声音的数据集按6∶2∶2的比例划分为训练集、验证集和测试集,之后分别构建二维卷积神经网络和一维卷积神经网络并使用训练集和验证集训练岩性识别模型,最后运用未经训练的测试集验证模型准确率。模型训练完成后,以频谱图为数据集的振动信号识别模型准确率达到95.19%,以梅尔频率倒谱系数为数据集的声音信号识别模型准确率达到73.58%。研究结果表明,不同岩性在钻进过程中产生的振动和声音信号具有不同信号特征,基于振动和声音信号的岩性自动识别方法可以较好地实现几类砂岩的自动识别,这为地质勘查时的岩性自动识别提供了参考与依据。     

基于惯性信号与肌电信号的手势识别方法

为解决人体表面肌电信号(EMG)误差较大导致手势识别准确率低的问题,提出了一种将手指尖与关节相对于腰部尾椎位置的惯性运动信号与手臂的EMG进行融合,提取新的手势特征集并利用改进禁忌搜索优化后的反向传播(BP)神经网络分类识别。实验结果表明,该特征集相比于传统的肌电特征集准确率提高了8.5%,优化后的BP神经网络相比于优化前准确率提高了12.33%,手势识别综合准确率可达99.75%。     

基于BP神经网络的海洋声学仪器信号识别方法

分析了几种常用海洋声学仪器信号的基本特征,提出一种基于误差反向传播(back propagation,BP)神经网络,以实现对信号特征参数进行分类、识别的方法.该方法采用短时傅里叶变换提取信号特征参数,运用Levenberg-Marquardt算法训练BP神经网络.以实测海洋声学仪器信号的特征参数进行训练后,采用实测和仿真样本对BP神经网络的识别能力进行测试.实验结果表明,BP神经网络能够有效地区分不同海洋声学仪器的信号,识别准确率达到95%以上,且虚警率低于5%.该研究成果可用于识别海域中不同海洋声学仪器,检测海洋中声学仪器的工作状态.该识别方法对于其他海洋声信号的识别研究也有一定的参考价值.     

引信遭遇有源干扰时的检波信号仿真

为了分析在无线电遭遇有源干扰时的工作情况,对引信的检波输出信号进行了仿真。考虑到输入输出的非线性映射关系,采用BP神经网络进行仿真,将干扰机的主要变量作为网络的输入变量,引信的检波输出信号作为网络的输出变量,用实验测得的引信检波信号作为样本对网络进行训练。仿真结果表明此方法是可行的,仿真结果令人满意。     

基于小波包BP网络的超声检测缺陷类型识别

针对A型反射超声波检测仪难以准确识别缺陷类型的问题,探讨了基于小波包和BP神经网络相结合的超声检测缺陷类型识别方法。对检测的多组超声缺陷信号分别进行3层小波包分解,提取小波包频谱能量特征,归一化后构造了各缺陷信号的特征向量,并分别组成训练样本集和测试样本集,用于3层BP神经网络的训练和网络识别效果检验。实验结果表明该方法能准确快速地识别出超声检测缺陷类型。     

基于卷积神经网络的灾难场景图像分类

为了对灾难场景图像进行快速分析和识别,提出了一种基于多分辨率卷积神经网络和残差注意力机制(attention module)相结合的图像分类模型.首先,对灾难场景数据集进行预处理,在相同类型的条件下将其随机划分为训练集和测试集.基于改进的卷积神经网络(convolutional neural network,CNN),提取训练集的图像特征.使用训练集图片的特征进行训练,并且在测试集图片上实现分类测试.选取DenseNet、Xception和MobileNetV2三种模型,以灾难场景数据集(Disaster_Data_Scenes)为数据集进行实验验证.结果表明:改进的Xception和MobileNetV2网络在灾难场景数据集上进行的图像分类实验测试,比原网络精度分别提升了4.56％和3.04％.其中改进的DenseNet网络比原网络模型精度分别提升9.13％、17.88％和10.27％.可见改进的卷积神经网络模型的分类精度得到有效提高.     

基于均矢量相似性的机器学习样本集划分

提出一种基于均矢量相似性的机器学习样本集分割方法(MSSS),根据样本集中每个样本矢量与均矢量之间的余弦相似性,将样本划分成训练集和测试集.为评价MSSS方法性能,分别用随机分割法(RSS)和MSSS方法,按不同比例划分来自UCI的4个数据集,对产生的训练集一测试集进行Hotelling T~2检验;另外,采用得到的训练集对分类BP神经网络进行训练,以相应的测试集测试神经网络.研究结果表明:对用RSS划分4个数据集产生的训练集一测试集进行Hotelling T~2检验,发现均存在F值超出界值的现象,而MSSS均未出现;使用MSSS训练的神经网络所产生的训练-测试误差差异、准确率差异均比使用RSS训练的神经网络所产生的小,说明用MSSS划分产生的训练集与测试集的一致性比用RSS划分产生的好.     

基于抗噪多核卷积神经网络的轴承故障诊断方法

针对噪声环境下滚动轴承故障难以诊断的问题,提出一种基于抗噪多核卷积神经网络（anti-noise multi-core convolutional neural network,AMCNN）的轴承故障识别新方法。首先,对滚动轴承振动信号进行预处理,得到数据样本,分为训练集和测试集;然后建立轴承寿命状态识别模型,将标签化的训练集数据样本输入AMCNN中进行训练;最后,将训练后的AMCNN模型应用于测试集,输出故障识别结果。在训练过程中,为抑制过拟合,对原始训练样本进行加噪处理;为提高模型抗干扰能力,将dropout层作为AMCNN的第一层。运用轴承实验数据对识别模型进行检验,通过对比验证,结果表明所提出的识别方法在高噪声环境下能更准确地实现轴承故障状态识别。     

基于GA-SVM算法的矿井多模无线信号调制识别

矿井信息化是煤矿安全生产的有效保障,而矿井多个信息子系统往往采用不同的信号模式,形成一体化信息系统必须实现多系统融合,多模信号的检测识别是多系统融合的关键。针对普通支持向量机(SVM)分类器在矿井大小尺度衰落信道下低识别率的问题,提出优化SVM分类识别的方法。将数据样本集分为测试数据集和训练数据集,使用遗传算法对训练数据集中SVM的惩罚因子和核函数进行寻优处理,得到优化的SVM模型,并用此模型对测试集进行测试分类。仿真结果表明,在信噪比为-5 dB的大小尺度衰落信道环境下,四种信号的平均识别率均能达到80%以上;在信噪比大于-3 dB的大小尺度衰落信道环境下,四种信号的平均识别率均能达到90%以上。     

改进粒子群优化BP神经网络的心理压力识别算法

为提高心理压力的识别率,提出一种改进的粒子群优化BP(back propagation)神经网络的压力识别算法。该算法在基本粒子群(particle swarm optimization,PSO)模型的基础上,引入了收缩因子,在收缩因子的作用下,使速度的边界限制消失,选取适当的参数来保证PSO算法的有界和收敛特性,实现对BP神经网络的优化。利用心算任务进行压力诱发,采集高压、低压状态下的心电信号,提取了与心理压力相关的心率变异性特征值,并对特征数据对比分析;建立了心理压力程度的分类模型,通过改进的PSO模型优化BP神经网络以识别心理压力。结果表明:改进的粒子群优化BP神经网络算法与BP神经网络相比收敛速度快、误差小且识别率高,该算法对心理压力的识别率可达94.83%,识别效果优于未优化的BP神经网络算法。     

基于虚拟仪器和 BP 神经网络的语音识别系统的设计

基于传统的语音识别系统的缺点,提出了一套基于虚拟仪器和 BP 神经网络的语音识别系统设计方案。利用LABVIEW 软件和 PC 机声卡硬件相结合采集和提取语音数据特征,并把数据分成测试集和训练集,再调用 MATLAB Script 节点利用 BP 神经网络对测试集进行学习并对训练集进行识别。经过测试,该系统识别准确率高、成本低,具有一定的适用性。     

一种基于粗糙集和遗传神经网络的数据分类器模型

为了实现对无线传感器网络监测得到的高维冗余且不确定的数据进行分类识别,提出一种由遗传算法和粗糙集进行优化的BP神经网络数据分类器模型,并形成了数据挖掘分类算法。该模型通过粗糙集理论的属性约简算法删除训练样本的冗余属性,利用遗传算法对神经网络的权值和阈值进行优化,并进行神经网络学习。数据挖掘分类算法学习速度快,能够有效提高无线传感器网络中数据的分类效率。     

基于BP神经网络的数据融合技术在分布式养老系统中的应用

根据神经网络在数据融合的应用比较成熟,BP神经网络具有实现简单,以及在一定范围内具有较高识别精度的特点,选用此方法,在分布式养老系统中对老人的体征信息和监控设备两种属性不同的图像信息进行融合处理,实时监测老年人的身体状态.当神经网络的输入信息维数过高时,会导致神经网络训练速度下降.针对此问题,对传统的基于神经网络的融合算法进行改进,利用粗糙集对输入数据进行约简,使神经网络输入数据降维.同时,将约简后的信息进行训练.算法在训练时间和融合结果的准确性上都有提高.     

基于BP神经网络的非特定人语音识别算法研究

当前非定特人语音识别算法大多只适于连续语音,且识别精度和速度均较低。为此,提出一种新的基于BP神经网络的非特定人语音识别算法,介绍了标准BP神经网络,针对其收敛速度慢的弊端,通过变化的自适应学习速率,令网络训练针对各种阶段自行设置学习速率值,利用变学习速率构建对应的改进BP神经网络模型,将改进的BP神经网络模型看作识别非特定语音的识别器,输入待识别语音,令累计预测残差达到最小,实现非特定人语音识别。将改进模型应用于非特定人语音识别中进行验证,结果表明所提算法识别率更高、识别速度更快,不仅适于连续语音的识别,也适于不连续语音的识别。     

云模型和集成极限学习机相结合的滚动轴承故障诊断方法

针对轴承振动信号的不确定性和非平稳性以及BP神经网络学习算法收敛速度慢、稳定性差等问题,提出了基于云模型和集成极限学习机的滚动轴承故障模式识别方法.将经预处理之后的信号进行云化,产生滚动轴承在不同状态下的信号云;提取出决定信号云分布的期望、熵和超熵三个参数作为表征轴承状态的特征量并依此构造出原始的轴承状态数据集;再将故障特征数据集经归一化处理后送入集成极限学习机进行识别.研究结果表明:云-集成极限学习机方法可以有效地实现轴承故障模式识别,与传统神经网络识别方法相比,该方法拥有更高的识别准确率和稳定性,并且集成极限学习机在抗噪性方面有较好的表现.     

基于多BP神经网络与D-S融合的车型识别研究

为了提高BP神经网络对车型的识别率,克服单个BP神经网络所存在的网络结构和训练样本数量之间的矛盾,针对大量训练样本采取多个BP神经网络进行训练,进而采用训练好的多个网络进行车型识别. 利用D-S理论将各个BP网络的识别结果进行数据融合以改善最终的车型识别结果. 实验结果表明:随着训练样本数量的增加,多BP网络数据融合方法比单BP神经网络有更高的识别率.     

基于新进化优化BP学习算法的心音识别方法

为提高人工智能辅助诊断心音识别的准确率, 根据心音信号的周期性特点, 提出以快速主成分分析算法对心音信号降维和提取特征, 同时基于单形进化算法, 优化BP神经网络学习算法的输出与期望的误差函数, 以改进BP神经网络的学习性能, 实现对心音信号高准确度的分类识别. 针对正常心音及8类异常心音信号进行性能分析与测试, 实验结果表明, 各类心音的平均识别率为95.96%, 改进算法比其他对比算法识别率分别提高了4.9%,3.9%,1.9%, 表明该算法能更有效地分类识别心音信号, 提高人工辅助诊断的识别率.     

基于新进化优化BP学习算法的心音识别方法

为提高人工智能辅助诊断心音识别的准确率, 根据心音信号的周期性特点, 提出以快速主成分分析算法对心音信号降维和提取特征, 同时基于单形进化算法, 优化BP神经网络学习算法的输出与期望的误差函数, 以改进BP神经网络的学习性能, 实现对心音信号高准确度的分类识别. 针对正常心音及8类异常心音信号进行性能分析与测试, 实验结果表明, 各类心音的平均识别率为95.96%, 改进算法比其他对比算法识别率分别提高了4.9%,3.9%,1.9%, 表明该算法能更有效地分类识别心音信号, 提高人工辅助诊断的识别率.     

基于AP和BP神经网络算法的手写数字识别

针对现有的手写数字识别技术不适合大规模应用的问题,提出了一种基于AP和BP神经网络的快速手写数字识别算法。首先对预处理后的样本通过AP算法(affinity propagation)聚类消除冗余,重新构造样本空间;然后构造BP(误差反向传播)神经网络模型,学习测试集合样本。采用UCI机器学习数据库中的数据进行实验,结果表明,算法的识别正确率可达96.10%,高于BP神经网络算法的识别正确率94.88%,且执行时间约为后者的10%,具有较高的实用价值。