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自适应多任务学习的自动艺术分析

中国图象图形学报 2022年第4期27卷 1226-1237页

作者：杨冰向学勤孔万增施妍姚金良杭州电子科技大学计算机学院杭州310018 浙江省脑机协同智能重点实验室杭州310018 杭州凌感科技有限公司杭州310051 杭州电子科技大学人文艺术与数字媒体学院杭州310018

目的艺术品数字化为从计算机视觉角度对艺术品研究提供了巨大机会。为更好地为数字艺术品博物馆提供艺术作品分类和艺术检索功能,使人们深入理解艺术品内涵,弘扬传统文化,促进文化遗产保护,本文将多任务学习引入自动艺术分析任务,基于... 详细信息

目的艺术品数字化为从计算机视觉角度对艺术品研究提供了巨大机会。为更好地为数字艺术品博物馆提供艺术作品分类和艺术检索功能,使人们深入理解艺术品内涵,弘扬传统文化,促进文化遗产保护,本文将多任务学习引入自动艺术分析任务,基于贝叶斯理论提出一种原创性的自适应多任务学习方法。方法基于层次贝叶斯理论利用各任务之间的相关性引入任务簇约束损失函数模型。依据贝叶斯建模方法,通过最大化不确定性的高斯似然构造多任务损失函数,最终构建了一种自适应多任务学习模型。这种自适应多任务学习模型能够很便利地扩展至任意同类学习任务,相比其他最新模型能够更好地提升学习的性能,取得更佳的分析效果。结果本文方法解决了多任务学习中每个任务损失之间相对权重难以决策这一难题,能够自动决策损失函数的权重。为了评估本文方法的性能,在多模态艺术语义理解Sem Art数据库上进行艺术作品分类以及跨模态艺术检索实验。艺术作品分类实验结果表明,本文方法相比于固定权重的多任务学习方法,在“时间范围”属性上提升了4.43%,同时本文方法的效果也优于自动确定损失权重的现有方法。跨模态艺术检索实验结果也表明,与使用“作者”属性的最新的基于知识图谱模型相比较,本文方法的改进幅度为9.91%,性能与分类的结果一致。结论本文方法可以在多任务学习框架内自适应地学习每个任务的权重,与目前流行的方法相比能显著提高自动艺术分析任务的性能。

关键词：自动艺术分析自适应多任务学习贝叶斯理论艺术分类跨模态艺术检索

基于FitzHugh-Naguno神经元随机共振机制的图像复原

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浙江大学学报（工学版） 2010年第6期44卷 1103-1107页

作者：薛凌云段会龙向学勤范影乐浙江大学生物医学工程教育部重点实验室浙江杭州310027 杭州电子科技大学生物医学工程及仪器研究所浙江杭州310018

应用随机共振机制,借助噪声能量实现图像复原,改善低信噪比图像的输出质量.通过分析FitzHugh-Nagumo(FHN)神经元的阈上随机共振机理,以及在相平面上的阈值工作特性,对FHN神经元模型进行约简,以峰值信噪比(PSNR)为图像复原的评价函数,提... 详细信息

应用随机共振机制,借助噪声能量实现图像复原,改善低信噪比图像的输出质量.通过分析FitzHugh-Nagumo(FHN)神经元的阈上随机共振机理,以及在相平面上的阈值工作特性,对FHN神经元模型进行约简,以峰值信噪比(PSNR)为图像复原的评价函数,提出基于随机共振的自适应最优图像复原算法.以含噪mountain彩色图像和LED芯片图像为实验对象,与均值滤波、维纳滤波等图像复原算法进行仿真对比研究.结果表明:随机共振方法较好地抑制了噪声、恢复了图像细节和色彩信息,且随着噪声的增强,随机共振方法复原图像的峰值信噪比变化较小,该方法具有较好的鲁棒性.

关键词：随机共振 FitzHugh-Nagumo神经元图像复原峰值信噪比

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EEG动力学模型中随机共振现象的仿真研究

系统仿真学报 2008年第16期20卷 4299-4301页

作者：向学勤庞全范影乐薛凌云杭州电子科技大学生物医学工程与仪器研究所杭州310018 浙江大学生物医学工程与仪器学院杭州310018

脑电图(electroencephalogram,EEG)中随机共振现象的研究对于分析大脑系统的行为具有重要理论意义和应用价值。为了模拟大脑系统中检测信号的机制,提出使用信噪比、互相关系数、互信息率对比评价方法,对EEG动力学模型中随机共振现象进... 详细信息

脑电图(electroencephalogram,EEG)中随机共振现象的研究对于分析大脑系统的行为具有重要理论意义和应用价值。为了模拟大脑系统中检测信号的机制,提出使用信噪比、互相关系数、互信息率对比评价方法,对EEG动力学模型中随机共振现象进行了研究。实验结果表明,EEG动力学模型不但存在着周期随机共振现象,同时也存在着非周期随机共振现象。此研究为大脑系统中存在着随机共振现象的观点提供了一种新的证据。

关键词：随机共振 EEG动力学模型信噪比互相关系数互信息率

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利用飞行时间三维相机的非刚体形状三维重建

计算机辅助设计与图形学学报 2011年第3期23卷 377-384页

作者：童晶向学勤田洪波潘志庚张明敏浙江大学CAD&CG国家重点实验室杭州310058 河海大学计算机及信息工程学院常州213022 苏州大学计算机科学与技术学院苏州215006

针对目前基于飞行时间原理的三维测距相机捕获数据分辨率低、噪声大,无法直接使用的问题,提出一种非刚体形状三维重建算法.首先对不同角度拍摄的深度图像数据进行分割、去噪等预处理;然后对生成的网格序列进行刚体对齐、选取关键帧网格... 详细信息

针对目前基于飞行时间原理的三维测距相机捕获数据分辨率低、噪声大,无法直接使用的问题,提出一种非刚体形状三维重建算法.首先对不同角度拍摄的深度图像数据进行分割、去噪等预处理;然后对生成的网格序列进行刚体对齐、选取关键帧网格,以减少运动模糊和数据冗余的影响,并进行全局非刚体配准和网格变形来减少静物或人体扫描中的非刚体误差;最后进行泊松网格重建,得到较高质量的重建模型.实验结果表明,该算法显著提高了三维测距相机捕获数据的质量,扩大了其应用范围.

关键词：飞行时间三维相机非刚体对齐三维扫描三维重建

基于神经元阈上非周期随机共振机制的语音复原技术研究

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传感技术学报 2009年第2期22卷 213-218页

作者：薛凌云向学勤范影乐段会龙浙江大学生物医学工程教育部重点实验室杭州310027 杭州电子科技大学生物医学工程与仪器研究所杭州310018

应用随机共振机制,通过噪声能量来加强语音信号,改善低信噪比语音的输出质量。对FitzHugh-Nagumo(FHN)神经元模型中存在的阈上非周期随机共振现象进行了分析,根据其阈值特性,此二维神经元模型可被等价为两状态的阈值跨越非线性动力学系... 详细信息

应用随机共振机制,通过噪声能量来加强语音信号,改善低信噪比语音的输出质量。对FitzHugh-Nagumo(FHN)神经元模型中存在的阈上非周期随机共振现象进行了分析,根据其阈值特性,此二维神经元模型可被等价为两状态的阈值跨越非线性动力学系统。因此对含噪语音信号添加噪声,产生阈值化后的二值输出,经迭代收敛进入阈上非周期随机共振状态。在一个非零添加噪声强度上,含噪语音输出的互相关系数将达到最大值。通过语音复原的结果表明,本文方法对噪声的变化有更好的鲁棒性,尤其在强背景噪声下,随机共振方法较其他传统方法有更佳的复原效果。

关键词：随机共振语音复原FitzHugh-Nagumo神经元

基于改进零脉冲插入法的永磁同步电机相电流重构策略

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电机与控制学报 2024年第6期28卷 25-35页

作者：陈思宇向学位李辉周豪蒋鹏重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

直流母线单电流采样永磁同步电机系统存在相电流重构盲区,导致电流采样失真,提出一种改进零脉冲插入法,实现相电流重构。首先,分析传统固定零脉冲插入法的缺点,由于各相插入零脉冲作用时间相同,未能发挥“双开关PWM”模式抑制电流纹波... 详细信息

直流母线单电流采样永磁同步电机系统存在相电流重构盲区,导致电流采样失真,提出一种改进零脉冲插入法,实现相电流重构。首先,分析传统固定零脉冲插入法的缺点,由于各相插入零脉冲作用时间相同,未能发挥“双开关PWM”模式抑制电流纹波的优势;其次,通过各相PWM占空比调整零脉冲时间,延长电流采样窗口,提出改进零脉冲插入法重构策略,消除重构盲区,并针对该方法重构盲区出现其他扇区有效电压矢量的情况,分析其空间电压矢量合成关系,证明参考电压矢量合成的准确性;最后,基于戴维南电路法,提出不同电压矢量作用时的电路简化模型,对比两种方法的电流纹波幅值,并搭建永磁同步电机实验平台进行实验。结果表明,改进零脉冲插入法的电流重构误差低于3%,相比传统方法,电流纹波抑制效果达到50%,相电流畸变率从12.72%下降到6.87%。

关键词：单电流传感直流母线采样相电流重构重构盲区永磁同步电机零脉冲插入法

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基于神经元阈上非周期随机共振机制的灰度图像复原研究

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中国图象图形学报 2009年第1期14卷 77-81页

作者：向学勤范影乐庞全薛凌云杭州电子科技大学生物医学工程与仪器研究所杭州310018 浙江大学生物医学工程与仪器学院杭州310027

传统的图像复原方法在重建被噪声污染的图像时,都只是将噪声作为一种干扰加以消除。当噪声增强、图像信号减弱时,由于受方法本身消噪能力的限制,图像的恢复变得非常困难,因此,基于Hodgkin-Huxley神经元阈上非周期随机共振原理,提出了一... 详细信息

传统的图像复原方法在重建被噪声污染的图像时,都只是将噪声作为一种干扰加以消除。当噪声增强、图像信号减弱时,由于受方法本身消噪能力的限制,图像的恢复变得非常困难,因此,基于Hodgkin-Huxley神经元阈上非周期随机共振原理,提出了一种通过自适应调节和添加最优噪声的方法来实现图像随机共振,以取得最佳的复原效果。实验结果表明,该方法对于被噪声污染的灰度图像,特别是对于强噪声背景下的灰度图像,其复原的效果优于传统的方法。由于该方法具有较强的鲁棒性,因此为强噪声背景下的图像复原、目标识别等工程应用提供了一种新的思路。

关键词：图像复原 Hodgkin.Huxley神经元阈上非周期随机共振峰值信噪比自适应调节

基于谐波映射规律的非对称多相电机单频率PR控制器谐波统一抑制策略

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电工技术学报 2024年

作者：周豪李辉向学位李文东陈思宇重庆大学输变电装备技术全国重点实验室

针对多相电机传统谐波抑制策略往往依赖复杂滤波器或观测器提取谐波，且需要构建大量不同频率的比例谐振控制器（Proportional resonance，PR），导致谐波抑制复杂且难以实用的问题，提出一种基于谐波映射规律的无滤波器单频率PR谐波抑... 详细信息

针对多相电机传统谐波抑制策略往往依赖复杂滤波器或观测器提取谐波，且需要构建大量不同频率的比例谐振控制器（Proportional resonance，PR），导致谐波抑制复杂且难以实用的问题，提出一种基于谐波映射规律的无滤波器单频率PR谐波抑制策略。首先，基于磁动势等效原则，建立非对称多相电机的通用空间矢量解耦矩阵，创立谐波在子平面的映射通式，推导谐波幅值、相位的映射规律。其次，基于图像化的映射规律获取所有子平面谐波的映射轨迹，优化谐波唯一映射的最少相数非对称多相电机拓扑。然后，基于电流移相方法构造虚拟电机，并通过矢量解耦变换子平面提取谐波。进而，通过线性空间旋转变换整合频率，提出基于单频率PR的谐波统一抑制方法。最后，开展了双三相电机稳、暂态工况下的谐波提取及抑制实验，提取谐波的还原度可达92%以上且总谐波失真率由抑制前的15.36%降至2.86%。理论和实验验证了本文所提谐波映射规律及单频率PR谐波统一抑制策略的有效性。

关键词：非对称多相电机谐波抑制虚拟电机单频率PR控制谐波映射规律

双馈抽水蓄能机组最优功率控制策略及提升风电并网能力仿真

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太阳能学报 2024年第6期45卷 171-181页

作者：彭瀚锋李辉谢宁宁周芷汀向学位周平重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044 东方电气自动控制工程有限公司德阳618000

提出一种考虑损耗及转速影响的抽水蓄能机组最优功率控制策略。首先,对抽水蓄能机组在发电和抽水工况下的功率损耗来源进行辨析,推导计及损耗与转速影响的电磁功率与机械功率表达式。然后,计及转子动能对阶跃变化与斜坡变化的不同功率... 详细信息

提出一种考虑损耗及转速影响的抽水蓄能机组最优功率控制策略。首先,对抽水蓄能机组在发电和抽水工况下的功率损耗来源进行辨析,推导计及损耗与转速影响的电磁功率与机械功率表达式。然后,计及转子动能对阶跃变化与斜坡变化的不同功率控制策略进行调节能力分析,提出最优功率协调控制策略。最后,构建半实物仿真平台对发电与抽水工况下抽水蓄能机组的不同有功功率阶跃模式进行仿真对比验证。结果表明,该文所提控制策略可优化调速器与励磁控制的协调配合,与传统方法相比,该文方法的功率调节速率更快,对电网功率指令的响应也更为准确,且有效缓解了风电等新能源所带来的消纳及一次调频问题。

关键词：储能电站最优功率控制风电消纳变速抽水蓄能机组半实物仿真

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