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基于深度学习的信号识别模型轻量化方法研究

基于深度学习的信号识别模型轻量化方法研究

作者：陈豪电子科技大学

学位级别：硕士

信号识别是信息科学领域中的一个重要子领域,现代电子信息系统的发展,比如说通信、雷达等,都离不开信号处理技术的发展。各种各样的通信电子设备随着科学的不断进步以及通信技术的飞速发展被大量的使用。深度学习是人工智能领域热潮中... 详细信息

信号识别是信息科学领域中的一个重要子领域,现代电子信息系统的发展,比如说通信、雷达等,都离不开信号处理技术的发展。各种各样的通信电子设备随着科学的不断进步以及通信技术的飞速发展被大量的使用。深度学习是人工智能领域热潮中最火爆的一个分支,在很多应用场景上都取得了比传统方法更好的效果。因此利用深度学习进行信号识别也有了可行性,近些年来,越来越多的深度卷积神经网络被应用在信号识别领域中。尽管深度学习有很多传统方法无法比拟的优点,但是大而深的深度网络模型内存和运算量都很大,而对于嵌入式设备以及一些小型的移动设备来说无法应用。所以,在信号识别卷积神经网络性能损失合理的前提下,模型轻量化是一个很重要的研究方向。本文针对应用于信号识别的卷积神经网络模型轻量化展开研究,主要工作如下:(1)对应用于信号识别的卷积神经网络结构进行分析,将卷积神经网络中卷积层的标准卷积改为深度可分离卷积。该方法把普通卷积分解成两部分,第一部分为深度卷积,第二部分为点卷积,通过两部分的组合,从而达到对网络的轻量化作用。通过这种方法,可以有效的减小模型的大小,加快模型的前向推理速度。(2)针对信号识别卷积神经网络卷积层中卷积核冗余导致模型太大并且前向推理时间过多的问题,本文提出一种基于区间的卷积核剪枝方法。该方法通过提取训练好的模型的卷积层的权重参数,将卷积核的权重区间分为几个等分区间,设置每个区间的剪枝系数,对每个区间的卷积核进行剪枝,然后对模型重新训练。与传统的剪枝方法相比,该方法在损失同样精度的情况下,能够达到更大的轻量化比例。(3)针对信号识别卷积神经网络中全连接层参数过于冗余的情况,采用奇异值分解的方法对全连接层进行轻量化。奇异值分解轻量化方法主要通过将一个大的矩阵分解成几个小矩阵相乘的形式,从而减少网络的参数量,在模型性能损失比较小的情况下达到对模型的轻量化目的。(4)针对不同类型的信号识别卷积神经网络,合理采用上述的方法进行组合,在不同的数据集上进行详细的实验对比,在模型性能损失可以接受的情况下达到比单独的轻量化算法更好的效果。

关键词：信号识别深度学习模型轻量化卷积神经网络

基于Revit的结构信息集成与Web端模型轻量化研究

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基于Revit的结构信息集成与Web端模型轻量化研究

作者：林志豪深圳大学

学位级别：硕士

目前我国建筑行业大力推动BIM（Building Information Modeling,建筑信息模型）技术在实际工程项目中的运用和发展,于是衍生出众多中小型BIM系列软件解决方案。但由于目前我国BIM规范还不完善,相关技术参差不齐,导致BIM技术运用在实际... 详细信息

目前我国建筑行业大力推动BIM（Building Information Modeling,建筑信息模型）技术在实际工程项目中的运用和发展,于是衍生出众多中小型BIM系列软件解决方案。但由于目前我国BIM规范还不完善,相关技术参差不齐,导致BIM技术运用在实际工程项目中会出现诸如“信息孤岛”,“信息断层”等现象,达不到真正意义上的BIM解决方案。因此开发出一套完整的BIM信息集成系统软件,成为BIM行业的发展趋势以及研究重点。本文以建筑设计过程中的结构信息为主要研究内容,以目前行业上运用较广的Revit系列软件为基础进行研究开发,采用广厦结构设计软件（GSCAD）的设计信息为主要结构信息来源。提出了以利用Revit API进行二次开发,嵌入SQLite数据库,在Revit平台的基础上构建结构信息集成和Web端模型轻量化的系统功能。该系统功能包括外部结构设计信息读取,数据库结构信息管理,结构几何建模、钢筋建模,结构模型轻量化文件导出等功能。最后,利用深圳市某高层公寓住宅项目实例对整个结构信息集成系统和Web端模型轻量化进行功能性和实用性测试。实例表明,通过本文所研究开发的基于Revit的结构信息集成和Web端模型轻量化功能,解决了Revit软件在结构信息集成和管理能力方面的不足、简化用户在利用结构信息数据进行翻模时的操作、提高了建模的准确性和建模效率,解决了Revit钢筋建模能力不足以及操作困难的问题,通过导出结构模型轻量化文件,用户能够利用Web端的浏览器查看Revit模型和查看结构构件信息,突破了BIM三维结构模型对专业软件的依赖性。本文从理论和技术上解决了Revit软件在BIM建筑设计过程中的结构信息断层问题,同时提高了建模的工作效率和便捷性,使用户摆脱了查看Revit模型时的计算机设备条件限制。从而为建筑全生命周期中的信息协同工作和管理运维等需求奠定了基础。因此,本文所研究的基于Revit的结构信息集成与Web端模型轻量化具有较高的实用价值和应用前景。

关键词： BIM 结构信息集成 Revit 二次开发模型轻量化

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保持外观的CAD模型轻量化技术

计算机应用 2013年第6期33卷 1719-1722页

作者：殷明强李世其华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074

随着CAD/CAM技术的发展,整个产品的设计、虚拟制造和数字化样机都可在计算机中完成,使得包含大量数据的复杂装配体(即大装配体)的设计成为产品设计过程中的必需元素。由于大装配体模型数据量庞大,在普通PC机中处理极为不便,为了提高处... 详细信息

随着CAD/CAM技术的发展,整个产品的设计、虚拟制造和数字化样机都可在计算机中完成,使得包含大量数据的复杂装配体(即大装配体)的设计成为产品设计过程中的必需元素。由于大装配体模型数据量庞大,在普通PC机中处理极为不便,为了提高处理速度,需要对大装配体模型进行简化。在不改变装配模型格式和整体外观的前提下,提出了两种装配体模型的轻量化方案:1)从装配体中删除隐藏的零部件;2)从装配体中删除隐藏的特征。零件和特征的可见性是通过从多个视点预渲染装配模型,然后读取渲染缓冲区的结果并进行分析而得到。实验结果证实该算法能在不改变CAD模型格式和外观的前提下准确地删除装配体中的隐藏零件和特征。

关键词：模型轻量化装配体 CAD模型

面向轨道交通的BIM模型Web端轻量化技术研究

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面向轨道交通的BIM模型Web端轻量化技术研究

作者：王坭西南交通大学

学位级别：硕士

BIM技术作为CAD后建筑领域的一次大革新,在建筑行业中发挥了重要的作用,集中体现在模型可视化、模拟施工等方面。近年来,轨道交通的发展速度越来越快,使用BIM技术加快发展也成为必然趋势。然而,传统的轨道交通BIM可视化仅仅存在于建模软... 详细信息

BIM技术作为CAD后建筑领域的一次大革新,在建筑行业中发挥了重要的作用,集中体现在模型可视化、模拟施工等方面。近年来,轨道交通的发展速度越来越快,使用BIM技术加快发展也成为必然趋势。然而,传统的轨道交通BIM可视化仅仅存在于建模软件,比如Revit等软件,是一种典型的C/S模式,并不满足实际施工时各施工人员快速查看模型、快速依据模型进行交互的需求,这阻碍了行业的发展。所以将轨道交通BIM模型从建模软件可视化搬到Web端可视化、将传统的C/S可视化模式转化为B/S可视化模式变得尤为重要。依据以上需求,做了如下工作:（1）BIM轻量化及Web可视化技术研究。利用Revit软件的二次开发,将Revit中各专业的BIM模型做了表面模型数据轻量化提取,将轻量化后的数据按照JSON文件格式保存,同时选取FastDFS文件服务器对JSON文件保存,最后利用WebGL寻找JSON文件里面的数据,并根据这些数据在Web端还原出BIM模型。（2）BIM轻量化模型的高精度显示方法研究。提出基于Delaunnary三角剖分算法的优化算法对原始的BIM模型轻量化几何数据（三角面片）进行计算,得到新的三角面片集合,同时使得新的三角面片集合的网格平均质量系数和网格关联质量系数都优于原始三角面片集合,提高Web端渲染模型精度。（3）BIM轻量化模型碰撞检测方法研究。Web端渲染模型后,由于各专业BIM模型中管线交错复杂,极容易发生碰撞,所以设计了管线碰撞自动检测功能,帮助施工,并且针对Three.js不支持漫游时碰撞检测的问题实现了基于Raycaster射线的漫游时碰撞检测算法,使得实际漫游时有真实的体验。（4）轨道交通BIM模型Web轻量化平台开发。针对轨道交通BIM模型Web端应用需求,详细分析设计且实现了BIM模型Web端轻量化显示平台。Web端渲染后,满足现场施工人员对模型查看、旋转、选中、查看属性、漫游等实际需求。

关键词：轨道交通BIM模型模型轻量化模型高精度渲染碰撞检测

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基于三维轻量化模型的可视化检测系统研究

锻压装备与制造技术 2018年第2期53卷 105-110页

作者：杜宝瑞肖龙屈力刚中航工业沈阳飞机工业(集团)有限公司辽宁沈阳110000 沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室辽宁沈阳110136

对三维模型轻量化技术和可视化检测体系进行研究,分析当前制造企业检测工艺资源与管理脱节、检测质量与效率低、检测可视化程度低、三维数模浏览困难等问题,提出基于三维轻量化模型的可视化检测系统。本文以三维轻量化模型为基础,并采... 详细信息

对三维模型轻量化技术和可视化检测体系进行研究,分析当前制造企业检测工艺资源与管理脱节、检测质量与效率低、检测可视化程度低、三维数模浏览困难等问题,提出基于三维轻量化模型的可视化检测系统。本文以三维轻量化模型为基础,并采用压缩简化算法对三维模型进行简化,然后通过三维CAD、可视化检测系统和产品数据管理集成,从而实现基于三维轻量化模型的可视化检测系统。该系统完成对检测过程的数据收集和检测资源的传递,有效降低企业成本,解决检测工艺资源管理与检测过程可视化程度低的问题,实现了检测三维模型信息即时反馈、无缝传递。

关键词：模型轻量化可视化检测系统集成检测工艺

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保持细节几何特征的三维网格模型轻量化算法

计算机应用 2023年第4期43卷 1226-1232页

作者：张韵王淑营郑庆张海柱西南交通大学计算机与人工智能学院成都611756 西南交通大学机械工程学院成都610031

对三维模型进行轻量化的一个重要策略是利用网格简化算法减少模型表面的三角面片数量,其中广泛使用的边折叠算法相较于其他网格简化算法效率更高、简化效果更好,然而该算法存在简化过程中可能损坏或丢失部分细节几何特征的问题。为了解... 详细信息

对三维模型进行轻量化的一个重要策略是利用网格简化算法减少模型表面的三角面片数量,其中广泛使用的边折叠算法相较于其他网格简化算法效率更高、简化效果更好,然而该算法存在简化过程中可能损坏或丢失部分细节几何特征的问题。为了解决上述问题,提出通过增加曲线近似曲率和模型待折叠边的一阶邻域三角形的平均面积作为惩罚因子,以优化原始算法的边折叠代价。首先,根据几何中曲线曲率的定义,提出了曲线近似曲率的计算公式;其次,在顶点法向量的计算过程中,使用面积加权和内角加权两个阶段对初始法向量进行修正,从而考虑更加丰富的模型几何信息。通过实验验证了优化后算法的性能,与经典的二次误差测度(QEM)算法、顾及角度误差的网格简化算法相比,优化算法处理后的模型的最大误差分别至少降低了73.96%和49.77%;与QEM算法相比,优化算法处理后的模型Hausdorff距离至少降低了17.69%。可见,在模型轻量化的过程中,优化算法能够减少模型的形变,更好地维持自身的细节几何特征。

关键词：网格简化边折叠曲线近似曲率一阶邻域三角形面积模型轻量化

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轻量化城市信息模型(CIM)构建技术研究

地理信息世界 2021年第4期28卷 119-123页

作者：周文郭燕燕邹伟林丁志庆宋红亮正元地理信息集团股份有限公司北京101300 北京市智慧管网安全评价及运营监管工程技术研究中心北京101300

本文针对城市信息模型(City Information Modeling,CIM)快速构建与城市级海量三维数据渲染调度需求,深入研究了轻量化CIM构建核心技术环节,从CIM快速构建、模型轻量化和三维立体空间索引3方面提出了解决方案。最后以某地级市场景为例,... 详细信息

本文针对城市信息模型(City Information Modeling,CIM)快速构建与城市级海量三维数据渲染调度需求,深入研究了轻量化CIM构建核心技术环节,从CIM快速构建、模型轻量化和三维立体空间索引3方面提出了解决方案。最后以某地级市场景为例,对关键技术可行性及应用效果进行了验证。结果表明关键技术成果能够满足城市大批量三维模型快速建设以及地上地下一体化管理需求,提高了全空间模型渲染调度和查询分析效率,对于推动CIM平台建设有着重要的参考意义。

关键词：城市信息模型 CIM构建模型轻量化三维立体空间索引

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神经网络模型轻量化方法综述

计算机科学 2024年第S01期51卷 11-21页

作者：高杨曹仰杰段鹏松郑州大学网络空间安全学院郑州450000

近年来,神经网络模型凭借着较强的特征提取能力在各行各业的应用越来越广泛,并取得了不错的效果。然而,随着数据量的不断增大以及人们对高准确率的不断追求,神经网络模型的参数规模急剧增大,网络复杂度不断提高,导致计算、存储等资源开... 详细信息

近年来,神经网络模型凭借着较强的特征提取能力在各行各业的应用越来越广泛,并取得了不错的效果。然而,随着数据量的不断增大以及人们对高准确率的不断追求,神经网络模型的参数规模急剧增大,网络复杂度不断提高,导致计算、存储等资源开销不断扩大,使其在资源受限场景下的部署面临极大挑战。因此,如何在不影响模型性能的前提下实现模型轻量化,进而降低模型训练和部署的成本成为当前的研究热点之一。为此,文中从复杂模型压缩以及轻量化模型设计两方面入手,对当前典型的模型轻量化方法进行总结和分析,以期厘清模型压缩技术的发展脉络。其中,复杂模型压缩技术从模型剪枝、模型量化、低秩分解、知识蒸馏及混合方式5方面进行归纳,而轻量化模型设计则从空间卷积设计、移位卷积设计和NAS架构搜索3方面进行梳理。

关键词：神经网络模型压缩模型剪枝模型量化模型轻量化

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基于工艺轻量化模型可视化装配系统

基于工艺轻量化模型可视化装配系统

作者：梁鹏沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

首先，本文对飞机可视化装配技术在国内外的研究及应用状况进行了深入分析，我国在飞机装配方面存在着严重的不足：国内飞机装配技术相对滞后，工艺设计仍是二维设计，技术协调问题多，优化周期长，严重影响了飞机研制的进度和质量，已... 详细信息

首先，本文对飞机可视化装配技术在国内外的研究及应用状况进行了深入分析，我国在飞机装配方面存在着严重的不足：国内飞机装配技术相对滞后，工艺设计仍是二维设计，技术协调问题多，优化周期长，严重影响了飞机研制的进度和质量，已经成为飞机研制的技术瓶颈。因此，本文所研究的“基于工艺轻量化模型可视化装配系统”具有重大的意义。其次，就本文所要研究的整个系统内容进行了深入的分析：（1）通过上游三维产品模型的识别与读取，构建一致性产品信息数据库，同时创建装配资源数据库，包含工装、设备、量具、检测工具、人员等信息，实现资源信息的数字化建模和科学管理;（2）飞机装配仿真技术的研究：从产品信息共享数据库读入产品零部件，搭建装配仿真应用平台，建立可视化装配工艺文件，通过软件开发的方法研究出一种新的装配工艺文件设计方法，实现整个飞机的装配仿真与验证;（3）装配工艺可视化技术研究：通过车间/装配现场输出显示产品结构树、工艺结构树、工作内容概要、零部件列表和装配指令等;（4）基于工艺轻量化模型可视化装配系统平台构建技术研究。通过软件开发技术、计算机集成技术和网络技术建立起从企业数据服务中心到车间现场的网络化系统平台，将产品装配过程中所需的各类信息进行集成并转换为可视化形式，直接传递到操作现场。最后，对“基于工艺轻量化模型可视化装配系统”的研究进行总结，提出该系统的优缺点以及自己的希望，对该系统的后续发展有一定的意义。

关键词：飞机装配模型轻量化装配资源库工艺规程现场可视化