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面向运动想象脑电信号识别的多层判别字典对学习方法

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计算机应用研究 2024年第2期41卷 501-506页

作者：商俊燕丁辉胡学龙常州工业职业技术学院信息工程学院江苏常州213164 扬州大学信息工程学院江苏扬州225127

面向运动想象的脑机接口(brain computer interface,BCI)能够利用自主想象的特定动作触发脑电信号直接实时控制外部电子设备。运动想象脑电信号(motor imagery electroencephalogram,MI-EEG)存在信噪比低、类内差异大、类间差异小等特点... 详细信息

面向运动想象的脑机接口(brain computer interface,BCI)能够利用自主想象的特定动作触发脑电信号直接实时控制外部电子设备。运动想象脑电信号(motor imagery electroencephalogram,MI-EEG)存在信噪比低、类内差异大、类间差异小等特点,导致MI-EEG的识别率较低且不稳定。针对该问题,提出了多层判别字典对学习(multilayer discriminant dictionary pair learning,MDDPL)方法。与基于字典学习的MI-EEG识别方法不同,MDDPL将字典对学习融入多层学习模型,通过一系列非线性方法将数据投影到更具判别力的子空间。在综合字典和分析字典的共同作用下,前一层的编码向量作为当前层的输入,同时在每一层模型上构建基于分析字典的多分类项,以保证稀疏编码的分类误差最小化,增强模型的类别区分能力。另外,对最后一层的稀疏编码施加低秩约束,以保证同类编码的紧凑性和相似性。在目标式求解中,使用交替更新策略得到每个参数的解析解,使得参数同时得到最优解。在国际BCI竞赛数据集上的实验结果表明,MDDPL方法在所有对比算法中取得了最佳的分类性能。

关键词：运动想象脑电信号多层学习模型字典对学习

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地表沉陷预测的改进BP神经网络模型

金属矿山 2024年第2期 205-211页

作者：姜燕连晗席东河河南工业职业技术学院电子信息工程学院河南南阳473000

为了更加准确地预测地表沉陷变形,基于Adaboost算法采用多网络共同计算策略改进了BP神经网络,通过实际沉降数据对Adaboost算法改进后的神经网络进行训练,预测地表最大下沉量、影响角正切和拐点偏移距,将预测的3个参数代入概率积分法中,... 详细信息

为了更加准确地预测地表沉陷变形,基于Adaboost算法采用多网络共同计算策略改进了BP神经网络,通过实际沉降数据对Adaboost算法改进后的神经网络进行训练,预测地表最大下沉量、影响角正切和拐点偏移距,将预测的3个参数代入概率积分法中,建立了地表沉陷公式,对改进效果和地表沉陷公式分别进行了验证。结果表明:(1)通过对比改进前后BP神经网络的计算精度,未经过Adaboost算法改进的BP神经网络误差明显大于改进后的BP神经网络,说明基于Adaboost修正后的BP神经网络计算精度得到了有效提升;(2)基于BP神经网络对最大下沉量、影响角正切和拐点偏移距3个参数进行预测,结合概率分析法,能够实现稳沉后采空区主断面上方地表沉降规律的准确描述。以鲁西南地区某矿3301采空区地表为例,利用改进BP神经网络预测了地表最大下沉量、影响角正切和拐点偏移距,进而给出了地表沉陷曲线,与现场实测结果对比显示:改进BP神经网络的最大误差小于0.105 m,最大相对误差为4.3%,证明了所提计算方法的可靠性。

关键词：地表沉陷 BP神经网络采空区 Adaboost算法误差分析

忆阻Lorenz混沌系统的动力学分析与电路实现

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计算物理 2024年第2期41卷 268-276页

作者：赵双陈湘军张云贞常州信息职业技术学院软件与大数据学院江苏常州213164 许昌学院信息工程学院河南许昌461000

基于所提的一类光滑二次通用忆阻器,构建一种忆阻Lorenz混沌系统。稳定性分析表明,系统具有与原系统相同的平衡点和稳定性,即一个不稳定鞍点和两个不稳定鞍焦。利用分岔图、李雅普诺夫指数谱、相图等分析方法揭示所提忆阻系统的动力学,... 详细信息

基于所提的一类光滑二次通用忆阻器,构建一种忆阻Lorenz混沌系统。稳定性分析表明,系统具有与原系统相同的平衡点和稳定性,即一个不稳定鞍点和两个不稳定鞍焦。利用分岔图、李雅普诺夫指数谱、相图等分析方法揭示所提忆阻系统的动力学,结果表明:忆阻Lorenz混沌系统具有共存双稳态模式和自相似分岔结构。最后,通过改变通用忆阻器的内部参数实现对系统的幅度调控,分别设计忆阻器和忆阻系统等效电路并利用模拟元件综合,仿真结果证实了数值模拟的正确性。

关键词：通用忆阻器混沌动力学 Lorenz混沌系统双稳态电路实现

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基于降维字典学习的高维数据分类策略

计算机应用与软件 2024年第9期41卷 329-338页

作者：李巧君李江岱王爱菊河南工业职业技术学院电子信息工程学院河南南阳473000 郑州工程技术学院信息工程学院河南郑州450000

为了解决字典学习中的高维数据与非线性问题,提出一种基于降维字典学习的高维数据分类策略。在降维阶段,利用自编码器学习一种非线性映射,该映射可以降维并保留高维数据的非线性结构;在字典学习阶段,利用标签嵌入进行局部约束;在学习过... 详细信息

为了解决字典学习中的高维数据与非线性问题,提出一种基于降维字典学习的高维数据分类策略。在降维阶段,利用自编码器学习一种非线性映射,该映射可以降维并保留高维数据的非线性结构;在字典学习阶段,利用标签嵌入进行局部约束;在学习过程中,保留了可分解的非线性局部结构,增强了类的区分能力,同时优化了映射函数和字典。在多个基准数据集上的实验结果表明,提出的方法能够有效解决字典学习中的高维数据与非线性问题。

关键词：字典学习高维数据局部约束自编码器

一种两阶段求解LED光谱匹配系数高效全局优化算法

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光谱学与光谱分析 2024年第6期44卷 1591-1599页

作者：王永军吴贵文黄河李同军温州职业技术学院人工智能学院浙江温州325035 温州商学院信息工程学院浙江温州325035 浙江海洋大学信息工程学院浙江舟山316022

用单色发光二极管(LED)组份合成目标光谱在现实中有重要意义。当单色LED组成成份多、目标光谱合成精度要求高时,求解光谱组成成份的比例问题变成了超定方程组非负解的组合优化难题。智能优化类算法提高了解的全局最优性,但若没有利用目... 详细信息

用单色发光二极管(LED)组份合成目标光谱在现实中有重要意义。当单色LED组成成份多、目标光谱合成精度要求高时,求解光谱组成成份的比例问题变成了超定方程组非负解的组合优化难题。智能优化类算法提高了解的全局最优性,但若没有利用目标函数的数学解析性质,其收敛速度慢,解的精度不高。梯度类算法收敛到局部解的速度快且精度高,但至今没有成熟理论技术求解非凸优化全局最优解,且问题中非负解的要求限制了该类算法的收敛速度。同时,目标函数的最小二乘信息在求解时没有得到充分利用。基于目标函数的数学可解析性、表现形式的二次非线性格式、最终解的非负要求,提出了一种两阶段优化算法LLR_LBFGS。第一阶段进行无约束的线性拟合,得到目标函数的最小二乘近似理论解,第二阶段借助带约束的拟牛顿方法LBFGS进一步求取问题的非负全局最优解。以标准目标光谱CIE-A、CIE-D65、CIE-D50、CIE-D55、CIE-D75的最佳拟合为研究对象,对比了新方法与拉索回归算法(LASSO)、岭回归算法(RIDGE)、差分进化算法(DE)、粒子群算法(PSO)及遗传算法(GA)的求解精度和运行速度,以及决策系数R 2。基于实际工业案例的数值结果表明,LLR_LBFGS能够较快地锁定全局解的范围,收敛速度更快;能够借助目标函数的数学可解析性提高解的精度。两个阶段的衔接融合能够获得较好的全局最优解的起始点和高精度的最优解。该方法对解决LED光谱拟合问题潜力大,有普适性。基于该设计思路,可以在算法的两个阶段中,组合设计更多、更灵活的光谱配比解决方案。这对于求取LED光谱匹配最优解的智能优化类方法改善效果有较好的启发意义。

关键词：光谱学 LED光谱匹配线性拟合 LBFGS 高效全局优化

基于决策树的社交网络隐式用户行为数据挖掘方法

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沈阳工业大学学报 2024年第3期46卷 312-317页

作者：韩永印王侠王志晓中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116 徐州工业职业技术学院信息工程学院江苏徐州221140

为了解决社交网络隐式用户行为数据挖掘过程中关联相似性计算较为困难的问题,提出了基于决策树的社交网络隐式用户行为数据挖掘方法。将社交网络视为包含不同维度的向量空间,计算特定维度上用户的兴趣空间和兴趣点。确定样本属性集后,... 详细信息

为了解决社交网络隐式用户行为数据挖掘过程中关联相似性计算较为困难的问题,提出了基于决策树的社交网络隐式用户行为数据挖掘方法。将社交网络视为包含不同维度的向量空间,计算特定维度上用户的兴趣空间和兴趣点。确定样本属性集后,根据已知行为数据建立测试分支,计算该分支下子集的属性权重,不断迭代直至挖掘到同等属性的数据点为止。测试结果表明:该方法可对不同种类隐式用户行为精准挖掘,目标行为数据查找效果较好,实用性较强。

关键词：决策树社交网络隐式用户行为向量空间属性集数据挖掘权重值属性元素

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基于节点影响值的社区网络稳定标签传播算法

沈阳工业大学学报 2024年第2期46卷 184-190页

作者：韩永印王侠王志晓中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116 徐州工业职业技术学院信息工程学院江苏徐州221140

针对社区网络标签传播准确性差的问题,提出基于节点影响值的社区网络稳定标签传播算法。该算法重设社区网络相邻节点相似度,结合链路加权思想将其变换为链路无向带权图;利用节点K-shell分解值判断节点影响力,计算种子节点的中心性度量值... 详细信息

针对社区网络标签传播准确性差的问题,提出基于节点影响值的社区网络稳定标签传播算法。该算法重设社区网络相邻节点相似度,结合链路加权思想将其变换为链路无向带权图;利用节点K-shell分解值判断节点影响力,计算种子节点的中心性度量值,升序排列节点更新顺序;根据越重要节点标签影响越大的规则,修正高频数标签,获取最佳社区网络划分结果。结果表明:该算法模块度在0.320以上,准确率达到99%,因此,经该方法划分后的网络结构清晰、准确,稳定性高。

关键词：节点影响值社区网络标签传播算法局部特征相邻节点相似度中心性度量随机排序标签修正

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呈现超级多稳态忆阻系统的动力学与实现

计算物理 2024年第4期41卷 523-534页

作者：陈吉徐毅刘进福刘涛常州工业职业技术学院机械与交通学院江苏常州213000 江苏省联合职业技术学院常州铁道分院江苏常州213000 常州工业职业技术学院智能控制学院江苏常州213000 安徽工业大学机械工程学院安徽马鞍山243000

在一类参数可调的混沌系统的基础上,用忆阻器替换原系统电路的增益电阻,建立改进型四维忆阻混沌系统。理论分析显示,新系统具有两个线平衡点且能产生自激吸引子。通过分岔图、李雅普诺夫指数谱和相轨图等数值仿真手段分析新系统的动力学... 详细信息

在一类参数可调的混沌系统的基础上,用忆阻器替换原系统电路的增益电阻,建立改进型四维忆阻混沌系统。理论分析显示,新系统具有两个线平衡点且能产生自激吸引子。通过分岔图、李雅普诺夫指数谱和相轨图等数值仿真手段分析新系统的动力学,发现随着初始条件的变化,参数固定的忆阻系统不仅存在无穷多吸引子共存的超级多稳态现象,还存在复杂的暂态行为。最后,设计忆阻系统的等效电路,硬件电路实验和PSIM电路仿真验证了数值仿真的正确性。

关键词：磁控忆阻器线平衡点超级多稳态暂态行为

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面向密度峰值聚类的高效相似度度量

山东大学学报（工学版） 2024年第3期54卷 12-21,29页

作者：王丽娟徐晓丁世飞中国矿业大学计算机科学技术学院江苏徐州221116 徐州工业职业技术学院信息工程学院江苏徐州221114

针对密度峰值聚类(density peaks clustering,DPC)计算复杂度高的问题,提出一种面向密度峰值聚类的高效相似度度量(efficient similarity measure,ESM)法,通过仅度量最近邻之间的相似度构建不完全相似度矩阵。最近邻的选择基于一个随机... 详细信息

针对密度峰值聚类(density peaks clustering,DPC)计算复杂度高的问题,提出一种面向密度峰值聚类的高效相似度度量(efficient similarity measure,ESM)法,通过仅度量最近邻之间的相似度构建不完全相似度矩阵。最近邻的选择基于一个随机第三方数据对象,无需另外引入参数。基于ESM法构建相似度矩阵,提出一种改进的高效密度峰值聚类(efficient density peaks clustering,EDPC)算法,在保持准确率的同时提高DPC识别聚类中心的效率。理论分析和试验结果表明,ESM法通过减少一定不相似的相似度,可以有效提高DPC及其改进算法基于K最近邻的密度峰值聚类(density peaks clustering based on K-nearest neighbors,DPC-KNN)和模糊加权K最近邻密度峰值聚类(fuzzy weighted K-nearest neighbors density peaks clustering,FKNN-DPC)的计算效率,具有较强的可扩展性。

关键词：密度峰值聚类聚类中心相似度矩阵计算复杂度大规模数据集