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专利号: 2019102336753
申请人: 长江大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种无标签框微地震信号检测方法,其特征在于,所述方法包括:

S1、从微地震信号数据中筛选出两个含有有效信号的数据集a、b,并对数据集a、b中的图像做预处理;

S2、通过卷积神经网络分别对所述预处理后的数据集a、b进行图像特征提取,得到数据集a、b的数据特征图;

S3、通过Faster-RCNN中的区域建议网络层RPN层分别在所述数据特征图上生成a、b两类候选框;

S4、通过对抗生成网络的判别器分辨a、b两类候选框的相似性,鉴别出相似度超过预设阈值的候选框;

S5、通过ROI Align调整步骤S4鉴别出的候选框,生成尺寸大小一致的特征图;

S6、通过Faster-RCNN的全连接层后,对所述尺寸一致的特征图进行分类,使用交叉熵损失函数对预测误差分析,不断拟合训练得到无标签框微地震信号检测模型;

S7、输入待检测信号图像,通过所述无标签框微地震信号检测模型检测有效信号。

2.根据权利要求1所述无标签框微地震信号检测方法,其特征在于,所述步骤S7中,所述输入待检测信号图像之后、通过所述无标签框微地震信号检测模型检测有效信号之前,还包括:对待检测信号图像做预处理,通过VGG16网络提取图像特征。

3.根据权利要求1所述无标签框微地震信号检测方法,其特征在于,所述步骤S3中,所述RPN层在所述特征图上定义纵横比,每一个像素点都在特征图上映射出大小比例不同的九个候选框,这些候选框中包含待检测的有效信号。

4.根据权利要求1所述无标签框微地震信号检测方法,其特征在于,所述步骤S4的具体过程为:设a、b两类候选框分别属于X集合与Y集合,采用对抗生成网络的判别器,对X,Y集合做极大似然估计,鉴别出相似度超过预设阈值的候选框,判别器损失公式如下:其中x,y为X、Y中像素点,ps(x)代表两类候选框相似的概率,pn(y)代表两类候选框不相似的概率,P为判别器判别为真的概率,i=1,2,…,N,N为待分辨的建议框个数。

5.根据权利要求1所述无标签框微地震信号检测方法,其特征在于,所述步骤S6中,所述交叉熵损失函数为:其中yi为目标期待输出,yj为softmax分类器实际输出,n为分类个数,i=1,2,···,n,j=1,2,···,n。

6.一种无标签框微地震信号检测装置,其特征在于,所述装置包括:

预处理模块:从微地震信号数据中筛选出两个含有有效信号的数据集a、b,并对数据集a、b中的图像做预处理;

特征提取模块:通过卷积神经网络分别对所述预处理后的数据集a、b进行图像特征提取,得到数据集a、b的数据特征图;

模型训练模块:通过Faster-RCNN中的区域建议网络层RPN层分别在所述数据特征图上生成a、b两类候选框;通过对抗生成网络的判别器分辨a、b两类候选框的相似性,鉴别出相似度超过预设阈值的候选框;通过ROI Align调整所述鉴别出的候选框,生成尺寸大小一致的特征图;通过Faster-RCNN的全连接层后,对所述尺寸一致的特征图进行分类,使用交叉熵损失函数对预测误差分析,不断拟合训练得到无标签框微地震信号检测模型;

信号检测模块:输入待检测信号图像,通过所述无标签框微地震信号检测模型检测有效信号。

7.根据权利要求6所述无标签框微地震信号检测装置,其特征在于,所述模型训练模块中,所述判别器损失公式如下:其中x,y为X、Y中像素点,ps(x)代表两类候选框相似的概率,pn(y)代表两类候选框不相似的概率,P为判别器判别为真的概率,i=1,2,…,N,N为待分辨的建议框个数。