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信号处理方法、装置、计算机设备及存储介质


技术摘要:
本发明公开一种信号处理方法、装置、计算机设备及存储介质,该信号处理方法包括获取携带时间标签的原始信号数据;对所述原始信号数据进行预处理以得到待处理样本数据;对所述待处理样本数据进行频域转换,得到与所述待处理样本数据对应的信号特征;采用改进Transformer  全部
背景技术:
随机信号是信息的一种载体,如电信号可以通过幅度、频率、相位的变化来传递不 同的信息,在日常生产生活中信号处理和分类有着广泛的应用。 目前,信号分类方法主要包括两大类,第一类方法:基于领域知识人工提取特征, 然后使用分类算法(如逻辑回归),对信号数据进行分类。该类方法主要依赖于工程师对信 号的理解和先验知识,人工对信号提取特征,并且独立于后续的分类模型。然而,并不是所 有的工程师都可以掌握充足的领域知识,即使具备一定的信号处理知识,人工提取出的特 征也不一定有利于分类,很可能遗漏某些具有较好区分度的隐藏特征。第二类方法:通过深 度学习模型(如卷积神经网络(CNN)及循环神经网络(RNN))将特征提取与分类算法两部分 有机结合;其中,CNN结构虽然并行程度高但是没有考虑信号采样点间的时序关系;RNN中诸 如长短时记忆网络(LSTM)和门控循环单元(GRU)虽然可以捕获信号采样点的时间先后关系 但网络训练耗时。
技术实现要素:
本发明实施例提供一种信号处理方法、装置、计算机设备及存储介质,以解决目前 信号分类方法训练耗时且模型分类精度低的问题。 一种信号处理方法,包括: 获取携带时间标签的原始信号数据; 对所述原始信号数据进行预处理以得到待处理样本数据; 对所述待处理样本数据进行频域转换,得到与所述待处理样本数据对应的信号特 征; 采用改进Transformer模型对所述信号特征进行处理,得到原始分类模型;所述改 进Transformer模型包括双向LSTM层、池化层以及融合层;所述双向LSTM层和所述池化层用 于提取数据特征;所述融合层用于将所述双向LSTM层和所述池化层提取的数据特征进行融 合; 采用灰狼优化算法对所述原始分类模型进行优化,得到目标分类模型。 一种信号处理装置,包括: 原始信号数据获取模块,用于获取携带时间标签的原始信号数据; 待处理样本数据获取模块,用于对所述原始信号数据进行预处理以得到待处理样 本数据; 信号特征获取模块,用于对所述待处理样本数据进行频域转换,得到与所述待处 理样本数据对应的信号特征; 4 CN 111582020 A 说 明 书 2/11 页 原始分类模型获取模块,用于采用改进Transformer模型对所述信号特征进行处 理,得到原始分类模型;所述改进Transformer模型包括双向LSTM层、池化层以及融合层;所 述双向LSTM层和所述池化层用于提取数据特征;所述融合层用于将所述双向LSTM层和所述 池化层提取的数据特征进行融合; 目标分类模型获取模块,用于采用灰狼优化算法对所述原始分类模型进行优化, 得到目标分类模型。 一种计算机设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理 器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述信号处理方法的步 骤。 一种计算机存储介质,所述计算机存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序 被处理器执行时实现上述信号处理方法的步骤。 上述信号处理方法、装置、计算机设备及存储介质中,通过在输入端对原始信号进 行频域转换,以将时域信号转换为频域特征,相较于现有的使用原始时序信号或者频谱作 为输入,将信号进行时频域变换后获取时序梅尔频谱作为网络输入,既能获得指定数量的 频谱特征又能保持一定的时序关系;再将获取到的梅尔频谱输入至改进Transformer模型 中提取高层特征表示。然后,通过在原有的Transformer模型中加入双向lstm层、池化层以 及融合层,通过将二者提取到的特征在融合层进行特征融合,以充分获取高层特征表示,既 提升了模型的分类精度,又提高了算法并行度。最后,采用灰狼优化算法进行全流程联合调 优,可以灵活选择每个环节中的待优化参数,联合搜索最优解,相较于各个环节独立调试, 有助于进一步优化模型的整体表现。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例的描述中所 需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施 例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图 获得其他的附图。 图1是本发明一实施例中信号处理方法的一应用环境示意图; 图2是本发明一实施例中信号处理方法的一流程图; 图3是改进Transformer模型的模型结构示意图; 图4是图2中步骤S20的一具体流程图; 图5是图2中步骤S30的一具体流程图; 图6是图5中步骤S35的一具体流程图; 图7是图2中步骤S40的一具体流程图; 图8是本发明一实施例中信号处理装置的一示意图; 图9是本发明一实施例中计算机设备的一示意图。
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