中国矿业大学赵作鹏获国家专利权
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龙图腾网获悉中国矿业大学申请的专利一种多模态数据互补、校错与容失机制的融合方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120030499B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-08发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510472091.7,技术领域涉及:G06F18/25;该发明授权一种多模态数据互补、校错与容失机制的融合方法是由赵作鹏;李露;雅可;姚欣茹设计研发完成,并于2025-04-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种多模态数据互补、校错与容失机制的融合方法在说明书摘要公布了:本发明公开一种多模态数据互补、校错与容失机制的融合方法,步骤包括:采集同一场景下的微波数据流和红外数据流;对微波数据和红外数据流进行特征提取,采用多模态特征融合框架,通过自适应学习特征的权重,进行多模态数据的互补融合;设计多模态生成网络对丢失模态数据进行生成,利用配准差异自动识别和修正传感器引起的配准误差;对信息缺失和误差修正进行容错性处理,动态调整不同模态在融合中的权重,增强系统在复杂环境下的稳定性。通过深度学习的驱动,充分发挥多模态数据间的互补性,解决了信息缺失、配准误差和容错性问题,显著提高了微波与红外数据融合的精度与鲁棒性,适用于复杂数据融合任务中的目标检测与识别。
本发明授权一种多模态数据互补、校错与容失机制的融合方法在权利要求书中公布了:1.一种多模态数据互补、校错与容失机制的融合方法,其特征在于,包括以下步骤: Step1、采集同一场景下的微波数据流和红外数据流; Step2、对微波数据和红外数据流进行特征提取,然后采用Transformer的多模态特征融合框架,通过自适应学习特征的权重,进行多模态数据的互补融合;对微波数据流和红外数据流进行特征提取操作的步骤为: Step2.1-1、首先假设微波数据和红外数据流的原始数据分别为和,分别对应微波和红外图像序列,由于不同模态的数据可能存在不同的分辨率、尺度和噪声,在处理之前,对其进行数据归一化: ; 其中,和是微波数据的均值和标准差,和是红外数据的均值和标准差; Step2.1-2、针对每个模态的数据,使用卷积神经网络深度学习方法提取高维特征; 假设微波数据的特征表示为,红外数据的特征表示为,通过CNN提取的过程表示为: ; 其中,和是针对微波和红外数据的卷积神经网络,分别生成每种模态的特征表示; Step2.1-3、对提取的特征进行标准化处理,这一过程通过减去均值并除以标准差来完成: ; 其中,和是微波数据特征的均值和标准差,和是红外数据特征的均值和标准差; 在完成上述的特征提取和预处理步骤后,得到两个模态的特征表示和,它们将在后续的Transformer模型中进行融合,将这两个模态的特征作为输入,传入Transformer框架进行跨模态融合; 对微波数据流和红外数据流采用Transformer的多模态特征融合框架的步骤为: Step2.2-1、微波数据特征和红外数据特征通过Transformer架构中的自注意力计算来学习它们之间的关系,得到自适应的权重,这些加权的特征最终进行融合,生成一个联合的特征表示,自注意力机制的目标是通过计算每个输入特征之间的相关性,为每个特征分配一个权重,具体计算公式如下: ; 其中:是查询矩阵,表示当前模态的特征;是键矩阵,表示另一模态的特征;是值矩阵,表示模态的实际特征信息;是键的维度,用于对内积进行缩放; Step2.2-2、通过Transformer的自注意力机制学习不同模态间的相关性,设计联合的查询、键和值矩阵,进行跨模态的自适应学习,计算公式如下: ; ; 其中,、、是第一个模态的查询、键和值;、、是第二个模态的查询、键和值;、、是训练的权重矩阵,分别用于查询、键和值的计算;通过自注意力机制计算跨模态的相关性得分: ; 同样的,通过计算,来实现模态间的信息流动和融合; Step3、设计基于生成对抗网络的多模态生成网络,对丢失模态数据进行生成,减少信息丢失对融合结果的负面影响; Step4:采用深度学习驱动的校错机制和高斯过程回归技术,自动识别并修正传感器引起的配准误差,通过优化误差分布,提高配准精度; Step5:引入鲁棒损失函数,针对信息缺失和误差修正进行容错性处理,增强系统的鲁棒性与准确性; Step6、通过自适应加权机制,动态调整不同模态在融合中的权重,进一步增强系统在复杂环境下的稳定性; Step7、生成最终融合数据,并将其用于目标检测与识别任务。
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