新工科背景下电子信息类专业产教融合模式思考与探索

现代产业技术发展对电子信息类专业的人才需求量日渐旺盛,也对工科人才的培养目标和模式提出新要求。根据新工科建设倡导的培养工程科技创新和产业创新人才的理念,产教融合为地方高校和区域产业深度融合提供有效途径。该文根据当前产业发展新需求和高校教学新环境,分析地方院校产教融合现状并针对现存问题发表几点思考。随后结合该校实际情况,分别从培养目标设置、课程体系构建、实践教学设计和人才质量评价等方面提出电子信息类专业产教融合改革的探索方案,以期为新工科背景下的地方院校产教融合发展提供参考。

空-谱协同流形重构的高光谱影像分类

鉴于传统高光谱影像分类大都采用监督学习方法,且仅利用了光谱信息,未考虑影像空间特征和流形结构。提出一种基于空-谱协同流形重构误差的高光谱影像分类方法,该算法基于高光谱影像中地物分布的空间一致性,利用少量标记的样本和大量的无标记空间近邻样本来进行半监督学习,并利用测试样本在每一子流形上的重构误差来表征相似性,实现鉴别分类。在Indian Pines和University of Pavia数据集上的实验结果表明,本文方法的分类精度在各种条件下要优于其他分类算法,其最高总体精度分别达到了95.67%和91.92%。该算法将高光谱遥感影像中的空间-光谱信息融入不同地物的子流形结构表征,在训练样本数量较少时仍能得到好的分类效果,有效提升了分类性能。

加权空-谱联合保持嵌入的高光谱遥感影像降维方法

高光谱遥感影像数据量大、波段数多,容易导致“维数灾难”。传统流形学习方法一般仅考虑其光谱特征,忽略了空间信息。为此提出一种非监督的基于加权空-谱联合保持嵌入(WSCPE)的维数约简算法。首先采用加权均值滤波(WMF)方法对高光谱影像进行滤波,以消除噪点和背景点的干扰。然后根据遥感影像地物分布的空间一致性,通过采用加权空-谱联合距离(WSCD)来融合像素点的光谱信息和空间信息,有效选取各像素点的空-谱近邻,并根据像素点与其空-谱近邻点之间的坐标距离来有区别的利用其近邻点进行流形重构,提取低维鉴别特征进行地物分类。在PaviaU和Indian Pines数据集上的分类结果表明,总体分类精度分别达到了98.89%和95.47%。该方法在反映影像内部流形结构的同时,有效融合了影像的空间-光谱信息,故能提高影像特征的鉴别性,并提升分类性能。

半监督多图嵌入的高光谱影像特征提取

针对传统图嵌入方法仅采用单一图结构无法有效表征高维数据中复杂本征结构,本文提出了一种半监督多图嵌入(SSMGE)方法,并应用于高光谱影像特征提取。该方法首先利用标记样本的类内、类间近邻点来构建类内超图、类间超图、类内普通图、类间普通图,然后通过无标记样本的近邻点和远离点构建无监督本征超图和惩罚超图,并以多图协同方式来表征高维数据间的复杂几何关系,实现鉴别特征提取。本文提出的SSMGE方法不仅能有效揭示数据点间超图和普通图的结构,而且在低维嵌入空间中增强同类数据聚集性和非同类数据的远离性,提取的鉴别特征可改善地物分类精度。在PaviaU和Urban高光谱数据集上进行了分类实验,本文方法的总体分类精度分别可达到85.92%和79.74%。相比普通图嵌入和超图方法,该算法明显提升了地物的分类性能。

面向高光谱分类的局部几何稀疏保持嵌入

大量维数约简(Dimensionality reducion, DR)方法表明保持数据间稀疏特性的同时,确保几何结构的保持能更有效提取出具有鉴别性的特征,为此本文提出一种联合局部几何近邻结构和局部稀疏流形的维数约简方法.该方法首先通过局部线性嵌入方法重构每个样本以保持数据的局部线性关系,同时计算样本邻域内的局部稀疏流形结构,在此基础上通过图嵌入框架保持数据的局部几何近邻结构和稀疏结构,最后在低维嵌入空间中使类内数据尽可能聚集,提取低维鉴别特征,从而提升地物分类性能.在Indian Pines和PaviaU高光谱数据集上的实验结果表明,本文方法相较于传统维数约简方法能明显提高地物的分类性能,总体分类可达到83.02%和91.20%,有利于实际应用.

新工科背景下电子信息工程专业应用创新型人才培养研究与实践

新工科明确提出了工科教育改革的目标,对工科创新型人才提出了更高的要求。该文结合河南工业大学电子信息工程专业实际情况,对新工科背景下电子信息工程专业应用创新型人才培养模式进行探索和实践。以改进应用创新型人才培养模式为切入点,优化培养方案,强化电子信息工程专业学生实践创新能力的培养;以创新教学方法和过程,加强学生自主学习与创新能力的培养;建设创新实验班,突出对学生创新精神和实践能力的培养;深化产教融合,开展校企合作,着力培养满足社会发展需求的高素质应用创新型人才。

基于分水岭及半监督最小误差重构的荧光微球分割及分类方法

针对荧光微球图像分割存在粘连及有限标记样本分类困难等问题,提出了一种基于改进分水岭及半监督最小误差重构分类器(SSMREC)的荧光微球图像分割及分类方法。采用改进分水岭方法对荧光微球图像进行分割,有效分离粘连,得到独立的荧光微球对象;对微球对象的色调(H)、饱和度(S)、明度(V)即HSV颜色空间进行非均匀量化,去除冗余信息,提取鉴别特征;采用半监督误差重构分类器实现荧光微球分类。将本文方法与线性鉴别分析分类器(LDA)、随机森林分类(RFC)、稀疏表示分类器(SRC)、K近邻分类器(KNN)、支持向量机(SVM)分类方法进行比较。实验结果显示,针对每类样本随机选取2,4,6,8个有类别标记的样本时,本文方法的总体分类精度比其他算法高3.5%~14.3%,该算法在类别标记样本量较少的情况下,能够有效提高分类精度。