時頻圖像分類,還在用VGG、ResNet?
SwinTransformer是一種通用視覺任務(wù)的Backbone而存在的模型,以替代CNN:
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(1)層次化設(shè)計:
Swin Transformer引入了層次化特征表示的概念,類似于CNNs中常見的金字塔結(jié)構(gòu)。這使得它在處理高分辨率圖像時更加高效,能夠逐步聚合信息,并以多尺度特征應(yīng)對不同的視覺任務(wù)。
(2)滑動窗口機(jī)制:
Swin Transformer通過滑動窗口的方式計算注意力,使得每個窗口內(nèi)部的注意力計算復(fù)雜度大幅降低。這種局部注意力機(jī)制有效地解決了ViT在高分辨率圖像處理時的計算瓶頸問題。
(3)移位窗口策略:
為了增強不同窗口間的信息交流,Swin Transformer采用了移位窗口策略(Shifted Window)。這種策略通過在相鄰層中移動窗口的位置,實現(xiàn)了跨窗口的信息交互,從而提升了模型的表達(dá)能力。
前言
在基于格拉姆矩陣GAF、連續(xù)小波變換CWT、短時傅里葉變換STFT+Swin Transformer窗口注意力和CNN-GAM全局注意力的軸承故障診斷模型基礎(chǔ)上!
再新添基于馬爾可夫轉(zhuǎn)換場 MTF 和遞歸圖 RP 的時頻圖像處理(提供更改數(shù)據(jù)集接口,可一鍵替換信號數(shù)據(jù)和不同圖像的變換處理,來進(jìn)行與Swin-CNN-GAM模型的結(jié)合)
代碼下載地址:
??https://mbd.pub/o/bread/ZZ2VmJtt??
軸承一維故障信號數(shù)據(jù)(十分類):
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馬爾可夫轉(zhuǎn)換場 MTF:
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遞歸圖 RP :
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格拉姆矩陣GAF變換二維圖像數(shù)據(jù)
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電能質(zhì)量擾動信號:
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馬爾可夫轉(zhuǎn)換場 MTF:
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遞歸圖 RP:
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GAF變換二維圖像數(shù)據(jù)
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● 數(shù)據(jù)集:經(jīng)測試,模型在CWRU西儲大學(xué)軸承數(shù)據(jù)集 和 哈工大航天發(fā)動機(jī)軸承數(shù)據(jù)集上表現(xiàn)分類準(zhǔn)確率 均為100%!
● 環(huán)境框架:python 3.9 pytorch 1.8 及其以上版本均可運行
● 準(zhǔn)確率:測試集100%
● 使用對象:論文需求、畢業(yè)設(shè)計需求者
● 代碼保證:代碼注釋詳細(xì)、即拿即可跑通。
模型創(chuàng)新點還未發(fā)表,有畢業(yè)設(shè)計或者發(fā)小論文需求的同學(xué)必看,模塊豐富,創(chuàng)新度高,性能優(yōu)越!
代碼配有
(1)訓(xùn)練可視化:
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(2)原始數(shù)據(jù) t-SNE特征可視化:
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(3)模型訓(xùn)練后的 t-SNE特征可視化:
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(4)混淆矩陣:
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(5)分類標(biāo)簽可視化
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創(chuàng)新點:
(1)通過格拉姆矩陣GADF把一維時序故障信號轉(zhuǎn)化為二維圖像;
(2)分支一:圖像數(shù)據(jù)通過頂會模型 Swin Transformer 的窗口注意力機(jī)制提取故障圖像局部特征;
(3)分支二:同時故障圖數(shù)據(jù)像通過基于全局注意力機(jī)制 GAM-Attention 的 CNN2d 卷積池化網(wǎng)絡(luò);
(4)然后兩個分支提取的全局空間特征和局部特征通過融合后進(jìn)行自適應(yīng)平均池化,使模型能夠更好地融合不同層次的特征表示,提高模型性能和泛化能力。
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注意:此次產(chǎn)品,我們還有配套的模型講解(方便學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu))和參數(shù)調(diào)節(jié)講解,進(jìn)行詳細(xì)的解釋!
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我們還提供關(guān)于一維時序信號的 馬爾可夫轉(zhuǎn)換場 MTF 和遞歸圖 RP 、格拉姆矩陣GAF、連續(xù)小波變換CWT、短時傅里葉變換STFT等相關(guān)時頻圖像的分類處理方法,提供更改數(shù)據(jù)集接口,可一鍵替換信號數(shù)據(jù)和不同圖像的變換處理,來進(jìn)行此創(chuàng)新模型的實驗驗證!
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連續(xù)小波變換CWT時頻圖數(shù)據(jù)
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短時傅里葉變換STFT時頻圖數(shù)據(jù)
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基于GADF+Swin-CNN-GAM分類網(wǎng)絡(luò)模型
設(shè)置參數(shù),訓(xùn)練模型
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50個epoch,準(zhǔn)確率近100%,用GADF+Swin-CNN-GAM網(wǎng)絡(luò)分類效果顯著,創(chuàng)新模型能夠充分提取軸承故障信號的全局空間和局部特征,收斂速度快,性能優(yōu)越,精度高,效果明顯!
模型評估
準(zhǔn)確率、精確率、召回率、F1 Score
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故障十分類混淆矩陣:
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本文轉(zhuǎn)載自 ??建模先鋒??,作者: 小蝸愛建模
