利索能及
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专利号: 2025105788387
申请人: 浙江农林大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于自监督学习的LIBS降噪模型的建立方法,其特征在于,具体包括以下步骤:步骤一,确定模型架构:基于盲点网络架构,采用盲点网络架构,盲点网络架构基于自监督学习,在原始光谱数据中随机遮挡某些数据点,利用盲点卷积模块根据其余未遮挡部分数据推断缺失部分的真实值,以此在无不含噪声的目标数据情况下实现降噪;

步骤二,构建降噪模型:且降噪模型包括掩膜模块以及降噪编码模块;

步骤三,设定训练过程参数:

步骤四,进行模型封装与应用;

步骤二中,构建降噪模型的具体方法如下;

掩膜模块:在每轮训练开始时,根据预设掩膜比例,随机选择光谱数据位置生成布尔遮罩,将遮罩应用于输入光谱数据,把遮罩中True对应位置的光谱值设为零,生成部分缺失的输入数据用于训练,下一轮训练重新生成掩模;

降噪编码模块:以1D盲点卷积为核心,将传统卷积核改为中心为0的盲点卷积核,模块由多个1D盲点卷积层构成,用于处理一维光谱信号,输入经掩膜处理后的光谱数据,目标输出为原始光谱,通过多层盲点卷积提取光谱数据的局部特征,每层卷积后使用ReLU激活函数引入非线性,输出层通过线性变换还原光谱信号,预测掩膜位置的光谱值;

设计损失函数:采用结合均方误差和总变差正则化的自定义损失函数,,其中, 衡量去噪后光谱数据与原始光谱的误差,

用于平滑预测信号, 为正则化系数。

2.根据权利要求1所述的一种基于自监督学习的LIBS降噪模型的建立方法,其特征在于,步骤三中,设定训练过程参数的具体方法如下:网络结构参数:降噪编码模块采用双层盲点卷积结构网络,第一层设置64个卷积核,第二层设置128个卷积核,卷积核大小均为3,使用ReLU激活函数,以捕捉序列中的局部特征并引入非线性,每一层均引入自定义的盲点初始化器和约束条件;

训练优化参数:使用Adam优化器进行优化,初始学习率设为0.001,训练批量大小为16,采用自定义的总变分正则化损失函数,正则化系数设为0.001;

训练环境与周期:在NVIDIA 1650GPU上进行训练,训练周期为15000个。

3.根据权利要求1所述的一种基于自监督学习的LIBS降噪模型的建立方法,其特征在于,步骤四中,进行模型封装与应用的具体方法如下:完成降噪编码模块训练后,将其封装保存,实际应用中,用户将原始含噪的LIBS光谱数据输入到训练好的降噪编码模块。