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一种设备图像生成方法

申请号: CN202311722733.1
申请人: 华东交通大学
申请日期: 2023/12/15

摘要文本

本发明提供一种设备图像生成方法,该设备图像生成方法在原始的SAGAN模型基础上添加约束条件提升生成图像细节,考虑目标设备的几何结构特征变化规律,指导生成图像接近真实图像的数据分布,同时将可微分增强应用于真实和虚假图像的生成器和判别器训练,在生成器的损失函数和判别器的损失函数中引入增广T函数,能够在不操纵目标分布的情况下使判别器正规化,保持训练动态的平衡,提高模型稳定性,本发明的设备图像生成方法,能够使SAGAN模型训练保持稳定,能够生成足量、高质量且多样化的设备图像。

专利详细信息

项目 内容
专利名称 一种设备图像生成方法
专利类型 发明授权
申请号 CN202311722733.1
申请日 2023/12/15
公告号 CN117409008B
公开日 2024/3/22
IPC主分类号 G06T7/00
权利人 华东交通大学
发明人 邓芳明; 李帆; 涂枫; 韦宝泉; 李伟; 林圣; 于小四; 沈阳; 张艺博; 周晓靖
地址 江西省南昌市经济技术开发区双港东大街808号

专利主权项内容

1.一种设备图像生成方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,采集设备的原始图像数据集,所述原始图像数据集包括正常设备图像和故障设备图像,对原始图像数据集中的正常设备图像和故障设备图像进行预处理,得到增强数据集,将增强数据集拆分为训练集与测试集;步骤2,将训练集输入至SAGAN模型进行训练,SAGAN模型包括生成器和判别器,在SAGAN模型训练过程中,采集混合高斯噪声与脉冲噪声的随机噪声作为生成器的原始输入,生成器将输入的随机噪声合成为一张图像,在生成器训练阶段,固定判别器参数,并在生成器中加入目标设备的几何结构特征作为约束条件,在判别器训练阶段,固定判别器参数,并在判别器中加入目标设备的几何结构特征作为约束条件,且在生成器的损失函数和判别器的损失函数中引入增广T函数,将生成器合成的图像与训练集的图像一起作为判别器的输入,生成器与判别器分阶段对抗训练,达到设定训练次数后,结束SAGAN模型的训练;步骤3,使用测量生成图像的评价指标,对由生成器生成且判别器判别为真的图像进行评估,并根据评估结果对生成器和判别器进行参数调整,参数调整完成后,使用测试集对SAGAN模型进行测试,测试通过后,采用SAGAN模型生成设备图像;步骤2具体包括:在生成器训练阶段,在生成器中加入目标设备的几何结构特征作为约束条件,所述几何结构特征包括长宽比、间距差以及开口角度,约束条件作为类别信息通过维度拼接的方式加入到随机噪声中,通过设置目标的几何结构特性阈值,将目标设备的长宽比、间距差以及开口角度这三个条件以参数形式设置在预设区间,指导生成器生成设备图像;在判别器训练阶段,在判别器中加入目标设备的几何结构特征作为约束条件,指导判别器判别生成的图像,其中,在判别器的损失函数判定中,当判别器判定生成器的生成图像为真实数据后,通过比较图像的目标设备的长宽比、间距差以及开口角度的参数,判定出图像类别;步骤2中,生成器的损失函数的表达式为:其中,表示输入图像的标签,表示由平移、翻转和颜色调整三种变化组合成的增广T函数,表示输入数据与标签经过判别器的最小二分类交叉熵,/>表示生成器输出与标签经过判别器的最小二分类交叉熵,/>表示和来自真实数据分布,/>表示来自真实数据分布;yTxyy判别器的损失函数的表达式为:其中,表示生成器输出与标签经过判别器的交叉熵。