贝叶斯优化卷积神经网络公共场所异常声识别*

针对公共场所异常声的感知和识别问题,提出一种基于贝叶斯优化卷积神经网络的识别方法。提取声信号的Gammatone倒谱系数、倍频程功率谱、短时能量和谱质心,组合成声信号的特征图。构建卷积神经网络作为分类器,利用递增的卷积核设置和池化操作处理不同尺度的特征。基于贝叶斯优化算法优化卷积神经网络的模型参数,对包括火苗噼啪声、婴儿啼哭声、烟花燃放声、玻璃破碎声和警报声的5种公共场所异常声进行识别。该方法的识别结果与基于不同的特征提取和分类器方案得到的识别结果进行比较,结果表明该方法的识别效果优于其他特征提取和分类器方案的识别效果。最后分析了该方法在不同信噪比噪声干扰下的识别结果,验证了该方法的有效性。     

基于改进的PSO-SVM的音频信号特征识别和分类

针对音频信号准确性分类的问题,提出一种基于改进的的粒子群优化算法(PSO)的支持向量机(SVM)音频信号分类的方法,简称IPSO-SVM.首先用Mel倒谱系数法对4种音频信号进行特征提取.其次在PSO中引入自适应变异因子,能够成功地跳出局部极小值点;然后对PSO中的惯性权重进行了改进,将惯性权重由常数变为指数型递减函数.随着迭代的进行,使权重逐渐减小,这样做有利于粒子进行局部寻优.最后用改进的PSO不断优化SVM中的惩罚因子c和核函数参数g来提高预测精度.实验结果表明,与传统的SVM、PSO-SVM、GA-SVM相比,我们提出的IPSO-SVM算法分类结果更精确.     

基于机制转换模型的碳排放权期权定价

机制转换模型可以将外部环境的变化迅速反映到对模型参数的调整中,故运用马氏链刻画外部机制建立机制转换模型,基于此进行碳排放权期权定价。为实现其价值函数的数值计算,首次设计并证明了一套倒向递归算法,该算法依据马氏链跳跃的划分实现递归,从而克服了马氏链带来的运算高复杂度,其数值结果展示了完整的波动率微笑和期限结构。最后通过与前人提出的算法以及蒙特卡洛模拟比较表明,倒向递归算法可获得更高的准确性和运算效率。     

浅海多径时延估计的功率谱加权自相关方法

针对浅海近距离时倒谱多径时延峰变弱难以提取的问题,提出了一种功率谱加权自相关多径时延估计方法。该方法采用FFT估计信号功率谱,对功率谱取1-α次幂(0<α<1),再进行IFFT变换,对其实部进行峰值检测获得多径时延估计。根据目标能量通过特性在正横前递增正横后递减的特点,在已检测时延前后一定区间内搜索下一个时延值,实现多径时延的自动提取.理论分析表明,多径时延估计的倒谱法与自相关法都可以看作功率谱加权自相关法的特例.海试数据处理与基于Bellhop射线模型的仿真计算表明,该方法在近距离时多径时延峰比倒谱法更清晰,输出信噪比提高了3~4 dB.采用该方法自动提取的海底反射多径时延用于单个水听器对目标距离的估计,与GPS测量距离基本相符,验证了方法的有效性.      

固体物理教学中联接正格子和倒格子空间的傅里叶变换过程浅议

在固体物理学课程中,由于涉及到一些高等数学知识,理解联接正格子和倒格子空间的傅里叶变换过程一直是教学难点之一.本文从晶体结构的周期性特征出发,并结合简易的数学推导,对傅里叶变换过程进行了详细的解读,并且对其中的关键步骤给出了凸显物理内涵的解释.     

立方晶系中同指数晶列与晶面的空间取向关系

本文利用正倒格子关系分别在原胞基矢和晶胞轴矢坐标系下推证立方晶系中同指数晶列与晶面的空间取向关系.结果表明,在轴矢坐标系下立方晶系中同指数晶列与晶面垂直,在原胞基矢坐标系下同指数晶列与晶面的空间取向关系与具体的晶格结构相关.     

行星际日冕物质抛射引起福布斯下降的一维随机微分模拟

福布斯下降(Forbush decrease,FD)是银河宇宙线(galactic cosmic rays,GCRs)受短期剧烈太阳活动调制的重要现象之一.本文设GCRs进入由行星际日冕物质抛射(interplanetary coronal mass ejection,ICME)及其前沿激波共同形成的扰动区时,其径向扩散系数κ_(rr)受抑制变为μ(r)·κ_(rr)(0μ(r)1),且抑制强度与粒子位置处的太阳风等离子体速度正相关.对任意时刻的扰动区,抑制系数μ(r)在激波处最小为μ(r_(sh)),并按指数规律增大,在ICME尾部归一.CME爆发时,μ(r_(sh))取全局最小值μm.在扰动区向日球层外传播的过程中,μ(r_(sh))逐步恢复为1.在此基础上,根据GOES和ACE卫星观测确定模型参数,用一维随机微分方程描述GCRs在日球层内的传播,并采用倒向随机方法模拟了一个由独立Halo ICME调制GCRs引起的2005年5月15日FD事件.计算所得地面中子通量的主相、恢复相及其在CME到达地球前的增加过程,均与Oulu中子探测器观测结果一致.     

环境规制强度影响能源效率的门槛效应研究——基于PSTR模型

利用非径向-SBM和CCR模型测算了我国30个省市(暂不包括西藏和港澳台地区)2007-2016年间的环境规制强度以及能源效率,构建面板平滑转移回归模型(PSTR),分析了环境规制强度对我国能源效率的连续非线性变化的影响.研究结果显示,全国环境规制强度对我国能源效率存在非线性效应,二者之间呈倒“U”型关系.环境规制强度小于门槛值0.6376时,环境规制对能源效率产生创新补偿效应,当环境规制强度高于门槛值0.6376时,环境规制对能源效率产生遵循成本效应.而我国东西部地区的环境规制强度与地区能源效率间却存在着与之相反的“U”型效应.     

无人值守变电站电力设备音频监测及故障诊断系统

针对智能变电站的无人值守需求及现有故障诊断系统的不足,提出一种电力设备音频监测及故障诊断系统。根据变电站电力设备音频信号信噪比较低的特点,采用具有强鲁棒性的梅尔频率倒谱系数作为判断音频信号异常的特征参数,在此基础上根据音频特征构成多样本观测序列,并采用隐马尔科夫模型进行故障诊断,通过对比对数似然估计概率的输出值确定故障类型。该方法具有实时性较强的优势,也避免了现有故障诊断方法要求较大样本容量的缺陷。实验结果表明,该故障诊断系统具有较高的识别率和鲁棒性。