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基于多尺度卷积核CNN的脑电情绪识别

传感技术学报 2021年第4期34卷 496-503页

作者：戴紫玉马玉良高云园佘青山孟明张建海杭州电子科技大学智能控制与机器人研究所浙江杭州310018 浙江省脑机协同智能重点实验室浙江杭州310018 杭州电子科技大学计算机学院浙江杭州310018

针对传统的人工特征选取需要耗费大量时间和精力的问题,本文在传统卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)模型的基础上,提出了一种基于多尺度卷积核CNN的特征提取与分类方法,并在脑电情绪识别分类上进行了验证。本文首先进... 详细信息

针对传统的人工特征选取需要耗费大量时间和精力的问题,本文在传统卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)模型的基础上,提出了一种基于多尺度卷积核CNN的特征提取与分类方法,并在脑电情绪识别分类上进行了验证。本文首先进行了通道选择方面的研究,其次使用多尺度卷积核CNN模型对提取了微分熵(differential entropy feature,DE)特征的脑电数据进行情绪三分类实验,相比于传统的CNN模型,多尺度卷积核CNN模型在卷积层中采用多个尺度的卷积核,同时从高维度与低维度对脑电信号进行二次特征提取。实验结果表明,预处理数据在33通道的情绪分类平均准确率为89.72%,几乎接近全通道的平均准确率;多尺度卷积核CNN在微分熵特征上的情绪三分类取得了98.19%的平均分类准确率,实验结果证明了该模型的有效性和鲁棒性。

关键词：脑电信号(EEG) 情绪识别多尺度卷积核卷积神经网络微分熵(DE)

引入权重系数重构个体模板的稳态视觉诱发电位识别

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传感技术学报 2022年第9期35卷 1240-1248页

作者：潘隽锴马玉良席旭刚孙明旭张建海杭州电子科技大学圣光机联合学院浙江杭州310018 杭州电子科技大学自动化学院浙江杭州310018 济南大学自动化与电气工程学院山东济南250022 杭州电子科技大学计算机学院浙江杭州310018 浙江省脑机协同智能重点实验室浙江杭州310018

针对空间滤波相关算法在数据校准阶段通常采用直接平均化训练数据的方式,本文提出了一种更为细致的操作方法。首先针对电话拨号稳态视觉诱发电位(SSVEP)数据集,在扩展典型相关分析(eCCA)的基础上,重新选择适合本数据集的系数特征组合;... 详细信息

针对空间滤波相关算法在数据校准阶段通常采用直接平均化训练数据的方式,本文提出了一种更为细致的操作方法。首先针对电话拨号稳态视觉诱发电位(SSVEP)数据集,在扩展典型相关分析(eCCA)的基础上,重新选择适合本数据集的系数特征组合;其次引入各试次训练数据权重系数,采用两种计算方式和两种信号评估指标,分别对相关分析算法中的个体模板重新构造得到一种新的方法,即coef-eCCA(coefficient eCCA)。实验结果表明,重新选择系数特征后的相关分析算法与标准eCCA相比,识别准确率在不同时间窗下均有提高,并且在减小计算成本方面的提升尤为显著;重新构造个体模板后,coef-eCCA在固定时间窗下的识别准确率最高提升至99%,同时训练消耗时间并没有受到较大影响,验证了该方法的有效性。

关键词：稳态视觉诱发电位(SSVEP) 扩展典型相关分析(eCCA) 权重系数个体模板

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基于属性法向量修改的人脸编辑算法

厦门大学学报（自然科学版） 2021年第4期60卷 701-710页

作者：鞠怡轩张建海茅晓阳许佳奕杭州电子科技大学计算机学院浙江杭州310018 日本山梨大学工学部山梨甲府1955-245

根据用户需求修改给定人脸图像,在美妆造型设计、异质人脸合成等领域具有重要的应用价值.目前已有研究基于生成对抗网络(GAN)模型实现人脸的语义属性迁移或者定性修改,但少有算法能够对用户指定的属性进行定量修改.针对人脸多个属性的分... 详细信息

根据用户需求修改给定人脸图像,在美妆造型设计、异质人脸合成等领域具有重要的应用价值.目前已有研究基于生成对抗网络(GAN)模型实现人脸的语义属性迁移或者定性修改,但少有算法能够对用户指定的属性进行定量修改.针对人脸多个属性的分离(解纠缠)以及定量编辑两大问题,提出了一个基于属性法向量修改的定量人脸属性编辑算法.首先,端对端求解出隐藏空间中每一个面部属性的最优控制法向量,实现人脸多属性的解纠缠;然后通过调整法向量的移动系数,控制单个属性的变化程度从而控制该属性的定量修改;最后通过融合多个单属性控制向量的方式,达到对人脸多个属性的综合修改效果.实验结果表明,该算法能够同时适用于生成的虚拟人脸图像和真实人脸照片,在保持生成图像质量的同时,实现了人脸属性定量修改的功能.

关键词：人脸合成生成对抗网络属性编辑定量编辑

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燃气采暖热水炉不锈钢热交换器研究

城市燃气 2021年第5期555卷 1-5页

作者：张建海陈玲辉中国市政工程华北设计总院有限公司浙江广涛卫厨有限公司

由于焊接工艺的提升、市场因素的影响,不锈钢热交换器在燃气具领域日益增多。本文对燃气采暖热水炉不锈钢热交换器进行了设计计算,从外形尺寸匹配选择、吸热片与吸热管参数确定、最小烟气面积验证等方面进行了优化。采用模拟软件模拟了... 详细信息

由于焊接工艺的提升、市场因素的影响,不锈钢热交换器在燃气具领域日益增多。本文对燃气采暖热水炉不锈钢热交换器进行了设计计算,从外形尺寸匹配选择、吸热片与吸热管参数确定、最小烟气面积验证等方面进行了优化。采用模拟软件模拟了不锈钢热交换器的温度场和流场,并对不锈钢热交换器与无氧铜热交换器进行了对比测试。模拟结果表明:不锈钢材质可满足材料长期工作需求和设计最高极限温度需求,热交换器整体温度基本均匀,吸热片设计可达最大使用效应,热交换器流道流量基本均匀。测试结果表明:不锈钢热交换器的产品重量和热效率基本与无氧铜热交换器一致,不锈钢热交换器压力损失偏小,耐久试验后热交换器无任何可视变形及影响燃烧的情况发生。本文验证了不锈钢热交换器替代紫铜热交换器的可行性。

关键词：燃气采暖热水炉不锈钢热交换器结构设计 PRO/E模拟 Solidworks模拟测试验证

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优化施肥效应模型对佛手产量和品质的影响

热带作物学报 2023年第1期44卷 167-173页

作者：张建海王向平冯彬彬潘声旺重庆三峡医药高等专科学校重庆404120 三峡库区道地药材开发利用重庆市重点实验室重庆404120 河南省洛阳市洛龙区农林技术推广站河南洛阳471023 成都大学四川成都610106

本研究以适宜在万州种植的佛手为研究对象,采用“3414”不完全区组正交设计的N、P、K三因子施肥试验,选取最优施肥效应模型进行验证,并以佛手的单果干重和橙皮苷含量为指标进行统计分析。结果表明:N、P、K肥对佛手单果干重和佛手中橙皮... 详细信息

本研究以适宜在万州种植的佛手为研究对象,采用“3414”不完全区组正交设计的N、P、K三因子施肥试验,选取最优施肥效应模型进行验证,并以佛手的单果干重和橙皮苷含量为指标进行统计分析。结果表明:N、P、K肥对佛手单果干重和佛手中橙皮苷含量有影响,在不同施肥处理中N2P2K2(N为40 g/株、P为40 g/株、K为45 g/株)的处理效果最佳,不施或者少施肥均不同程度导致万州佛手的品质下降;单因子效应分析表明,随着氮、磷和钾施肥量的提高,佛手单果干重和橙皮苷含量呈先升后降的趋势;双因素交互效应分析表明,当N、P、K肥任一因素处于2水平时,随着另外2个因素施肥量的增加,佛手单果干重和橙皮苷含量均表现为先增加后减少的趋势,说明任意2个因素在一定范围内存在着相互作用,N、P、K三因子中两因子存在着交互效应,对万州种植佛手产量和橙皮苷的含量有一定影响;施肥模型优化结果表明,万州佛手栽培N、P、K肥的最佳施用量分别为38.78~51.25、35.67~42.35、48.17~60.37 g/株。在最优施肥效应模型中间值条件下验证实验,结果显示佛手单果干重产量较“3414”组的最高组高出8.14%,橙皮苷含量较“3414”的最高组高出1.94%。说明最优配方施肥模型合理,这对佛手的大田栽培具有一定的实践指导作用。

关键词：佛手施肥效应模型 “3414”设计方案产量品质

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一种基于静息态欧氏空间对齐迁移学习的运动想象源域样本筛选方法

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传感技术学报 2024年第6期37卷 997-1004页

作者：楚超祝磊杨君婷黄爱爱张建海杭州电子科技大学自动化学院浙江杭州310018 杭州电子科技大学计算机学院浙江杭州310018 浙江省脑机协同智能重点实验室浙江杭州310018

针对脑电信号的非平稳性及校准过程复杂费时的问题,提出一种静息态欧氏空间对齐源域样本筛选方法。首先在欧氏空间中将受试者静息态数据与其运动想象信号进行对齐,以减少与运动想象任务无关的因素的干扰,然后依据欧氏距离度量准则剔除... 详细信息

针对脑电信号的非平稳性及校准过程复杂费时的问题,提出一种静息态欧氏空间对齐源域样本筛选方法。首先在欧氏空间中将受试者静息态数据与其运动想象信号进行对齐,以减少与运动想象任务无关的因素的干扰,然后依据欧氏距离度量准则剔除距离目标域样本较远的源域样本,进一步减少源域样本与目标域样本之间的差异,从而提升迁移学习的效果。在运动想象公开竞赛数据集BCI Competition 4的Dataset 1和Dataset 2a上分别获得了80.71%与74.46%的平均准确率,实验结果表明所提方法可以有效改善脑电信号的非平稳性,提高运动想象信号的分类正确率。

关键词：脑机接口运动想象迁移学习域适应个体差异

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一种疲劳驾驶检测中的脑电信号通道选择方法

中国生物医学工程学报 2022年第4期41卷 402-411页

作者：郑赟马玉良孙明旭申涛张建海佘青山杭州电子科技大学自动化学院杭州310018 浙江省脑机协同智能重点实验室杭州310018 济南大学自动化与电气工程学院济南250022 杭州电子科技大学计算机学院杭州310018

针对传统的基于全通道脑电信号(EEG)的疲劳驾驶检测方法中存在数据冗余和硬件设施复杂的问题,提出一种基于阈值筛选的通道选择方法。首先对多个特征计算标准差等指标分别筛选出每个特征各自的理想通道;其次使用多层感知超限学习机(H-ELM... 详细信息

针对传统的基于全通道脑电信号(EEG)的疲劳驾驶检测方法中存在数据冗余和硬件设施复杂的问题,提出一种基于阈值筛选的通道选择方法。首先对多个特征计算标准差等指标分别筛选出每个特征各自的理想通道;其次使用多层感知超限学习机(H-ELM)和使用粒子群优化算法(PSO)优化后的多层感知超限学习机(PSO-H-ELM)分别对理想通道的数据进行二分类,并且与全通道数据的分类结果进行对比。分别采用了2组实验数据(一组数据通过实验室的模拟驾驶设备采集,受试6人;一组数据来自于公开数据集,受试12人;两者采集设备不同)对提出的方法进行了验证。实验结果表明,对于18名受试者,使用集合经验模态分解(EEMD)所获得的有限个本征模函数(IMF)的功率谱(PSD)特征普遍能够得到较多理想通道,并且对于同一设备,理想通道的分布大致相同并且通道数较少(分别为8个和11个通道)。同时,此通道选择方法还极大提高了疲劳驾驶检测的分类准确率(18名被试在使用理想通道数据下的平均准确率达到了99.75%,比使用全通道数据的准确率提高19.36%)。此外,样本熵的理想通道与功率谱的理想通道几乎不重合,说明两种特征具有很好的互补性,两者特征结合提高了本方法的实用性,在疲劳驾驶检测的应用上具有一定参考价值。

关键词：疲劳驾驶检测脑电信号集合经验模态分解多层感知超限学习机

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基于样本迁移的在线脑电分类方法

传感技术学报 2022年第8期35卷 1109-1116页

作者：李震宇佘青山马玉良张建海孙明旭杭州电子科技大学圣光机联合学院浙江杭州310018 杭州电子科技大学自动化学院(人工智能学院) 浙江杭州310018 浙江省脑机协同智能重点实验室浙江杭州310018 济南大学自动化与电气工程学院山东济南250022

在线分类是脑机接口应用中的一个重要研究方向,传统的在线学习算法需要大量样本来适应脑电信号变化,这增加了计算和内存成本。为此,本文提出一种基于样本迁移的在线脑电分类方法。首先利用源域数据训练离线分类器,然后将目标域数据逐个... 详细信息

在线分类是脑机接口应用中的一个重要研究方向,传统的在线学习算法需要大量样本来适应脑电信号变化,这增加了计算和内存成本。为此,本文提出一种基于样本迁移的在线脑电分类方法。首先利用源域数据训练离线分类器,然后将目标域数据逐个放入进行在线欧式空间预对齐以减小个体差异性,进而提取CSP特征,最后采用加权组合的在线迁移学习分类器进行标签预测。在BCI竞赛Ⅳ数据集Ⅰ和Ⅱa的跨受试者在线模拟实验中,与4种最先进的算法相比,本文方法表现最好,在线平均分类准确率最高达到了86.02%和75.74%,表明了所提方法的有效性。

关键词：脑机接口运动想象迁移学习在线分类

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中尺度自动气象站资料的图形化分析应用

气象 2006年第2期32卷 111-115页

作者：陈国勇朱健诸晓明张建海张春艳浙江嵊州市气象局 312400 浙江绍兴市气象局

利用GrADS软件对中尺度自动气象站资料进行分析和处理,采取格点场和站点场两种图形处理显示方法,介绍了从数据格式转换到批处理绘图等一系列方法,实现了中尺度自动气象站资料的图形化分析应用,并对其中出现的几个技术问题进行了讨论。

关键词：中尺度自动站 GRADS 图形化