[发明专利]一种卷积自编码器及物体内部异常的检测方法和装置

权利要求书

1.一种卷积自编码器，用于对雷达监测的数据进行重构，其特征在于，依次包括：

至少一个由卷积核组成的卷积层、至少一个pooling层以及至少一个反卷积层，其中，所述卷积层的数量与所述pooling层的数量相同，每一所述卷积层后连接一pooling层，所述至少一个卷积层用于实现所述卷积层的堆叠以提取所述数据的特征，所述pooling层用于降低所述数据的维度，所述反卷积层用于根据所述特征对所述数据进行重构，得到重构数据。

2.根据权利要求1所述的卷积自编码器，其特征在于，所述卷积层、pooling层以及反卷积层的具体数量满足所述重构数据与所述数据的误差值在预设误差范围内。

3.根据权利要求1所述的卷积自编码器，其特征在于，所述卷积核的尺寸大于或等于所述雷达单次反射子波数据的长度。

4.根据权利要求1所述的卷积自编码器，其特征在于，所述卷积核为一维卷积核，对应的所述pooling层和反卷积层分别为一维pooling层和一维反卷积层。

5.一种基于卷积自编码器的物体内部异常的检测方法，其特征在于，所述方法包括：

S1，根据探地雷达的样本数据训练所述卷积自编码器，得到训练完成的卷积自编码器；

S2，采用所述探地雷达获取所述物体得到待测数据；

S3，将所述待测数据输入所述训练完成的卷积自编码器，得到重构数据；

S4，获取所述重构数据与所述待测数据的Frechet距离，若所述Frechet距离大于预设阈值则所述待测数据为异常数据，则所述物体内部存在异常。

6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述预设阈值为所述探地雷达饱和幅值的1～5倍。

7.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述获取所述重构数据与所述待测数据的离散Frechet距离具体为根据以下公式计算所述重构数据与所述待测数据的离散Frechet距离δ_dF：

δ_dF(P，Q)＝min(max_{i＝1，……m}dis(u_ai，v_bi))

其中，P和Q分别为原始数据序列和重建数据序列，u_ai和v_bi分别为原始数据序列P和重建数据序列Q中的参数点，dis(u_ai，v_bi)为u_ai和v_bi之间的距离度量函数；ai和bi分别为所述原始数据序列P和重建数据序列Q中参数点的编号，i为所述原始数据序列P和重建数据序列Q的序列编号。

8.一种基于卷积自编码器的物体内部异常的检测装置，其特征在于，所述装置包括：

训练模块，根据探地雷达的样本数据训练所述卷积自编码器，得到训练完成的卷积自编码器；

第一获取模块，采用所述探地雷达获取所述物体的内部数据得到待测数据；

输入模块，将所述待测数据输入所述训练完成的卷积自编码器，得到重构数据；

第二获取模块，获取所述重构数据与所述待测数据的离散Frechet距离，若所述离散Frechet距离大于预设阈值则所述待测数据为异常数据，则所述物体内部存在异常。

9.根据权利要求8所述的检测装置，其特征在于，所述预设阈值为所述探地雷达饱和幅值的1～5倍。

10.根据权利要求8所述的检测装置，其特征在于，所述第二获取模块根据以下公式获取所述重构数据与所述待测数据的离散Frechet距离δ_dF：

δ_dF(P，Q)＝min(max_{i＝1，……m}dis(u_ai，v_bi))

其中，P和Q分别为原始数据序列和重建数据序列，u_ai和v_bi分别为原始数据序列P和重建数据序列Q中的参数点，dis(u_ai，v_bi)为u_ai和v_bi之间的距离度量函数；ai和bi分别为所述原始数据序列P和重建数据序列Q中参数点的编号，i为所述原始数据序列P和重建数据序列Q的序列编号。