(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211238852.5 (22)申请日 2022.10.11 (71)申请人 中国传媒大 学 地址 100024 北京市朝阳区定福庄东 街一 号中国传媒大 学国重大楼51 1 申请人 中国科学院国家空间科 学中心 (72)发明人 高鹏东　裘初　齐全　王铮　 (74)专利代理 机构 北京知艺互联知识产权代理 有限公司 16137 专利代理师 陈艳 (51)Int.Cl. G06F 16/55(2019.01) G06F 16/51(2019.01) G06V 10/774(2022.01) G06V 10/764(2022.01)G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) (54)发明名称 一种电离层频高图分类样本库的构建方法 (57)摘要 本发明公开了一种电离层频高图分类样本 库的构建方法， 包括以下步骤： S1、 将和人工判断 的TXT标识文件相对应的所有频高图图像集中在 一个总文件夹内； S2、 解析TXT标识文件， 获取总 文件夹内所有频高图对应的类别； S3、 将确定类 别的频高图移动到各个分类文件夹中； S4、 通过 上下采样机制构建出各类别样本相对均衡的样 本库。 本发 明采用上述电离层频高图分类样本库 的构建方法， 通过引入不同类型的随机噪声， 来 模拟自然现象对电离层频高图产生的影 响， 从而 扩充各类频高图扩展F的样本数据， 并最终建立 了相对均衡的频高图样本库， 便于为后续监督学 习服务。 权利要求书2页 说明书9页 附图6页 CN 115525786 A 2022.12.27 CN 115525786 A 1.一种电离层频高图分类样本库的构建方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： S1、 将和人工判断的TXT标识文件相对应的所有频高图 图像集中在一个总文件夹内； S2、 解析TXT标识文件， 获取总文件夹内所有频高图对应的类别； S3、 将确定类别的频高图移动到各个分类文件夹中； S4、 通过上下采样机制构建出 各类别样本相对均衡的样本库。 2.根据权利要求1所述的一种电离层频高 图分类样本库的构建方法， 其特征在于： 步骤 S2具体包括以下步骤： S21、 遍历总文件夹内所有频高图 图像， 获取 所有频高图 图像的绘制时间； S22、 逐行读取人工判定的TXT标识文件， 获取人工判定TXT标识文件中标记的频高图类 别信息； S23、 统一频高图图像的绘制时间和人工判定TXT标识文件中的频高图时间， 并根据TXT 中的记录确定频高图的类别。 3.根据权利要求2所述的一种电离层频高 图分类样本库的构建方法， 其特征在于： 在步 骤S21中频高图 图像的绘制时间格式为 年月日时分秒， 初始的分类全部 置为0。 4.根据权利要求2所述的一种电离层频高 图分类样本库的构建方法， 其特征在于： 步骤 S22中的TXT标识文件的第一列是以年积日的方式来记录扩展F现象发生的日期， 第二列是 以二十四时计时法记录的扩展F现象发生的起始 时间， 第三列是以二十四时计时法记录的 扩展F现象发生的截止时间， 第四列是扩展F发生的持续时间， 其中第四列的前两位是小时 位， 后两位是分钟位； 且当步骤S22中的TXT标识文件 的时间分辨率不同时， 通过以下方法确定TXT标识文件 的类别： S221、 判断当前文件夹下的频高图的图像数量， 如果图像数量小于等于设定值， 则按照 第一时间分辨 率计算， 否则按照第二时间分辨 率计算； S222、 根据TXT标识文件的第一列数据， 将年积日计时法转换为年月日时分秒的计时 法； S223、 根据TXT标识文件的第二列和第三列数据， 以年月日时分秒计时获得某一个扩展 F现象发生的起止时间； S224、 根据TXT标识文件的第四列， 获取该扩展F现象发生的持续时间， 而后根据判断出 的时间分辨 率， 预估在总文件夹中可能存在的扩展F现象的图像数量； S225、 根据TXT标识文件标记频高图的类别； S226、 循环步骤S2 21‑S225直至人工判定的标记全部遍历完成。 5.根据权利要求4所述的一种电离层频高 图分类样本库的构建方法， 其特征在于： 在步 骤S221中的设定值 为35040＝24*4* 365； 第一时间分辨 率为15分钟， 第二时间分辨 率为5分钟。 6.根据权利要求5所述的一种电离层频高 图分类样本库的构建方法， 其特征在于： 在步 骤S224中： 第一分辨率的扩展F现象的预估图像数量计算公式为： numberofFlag＝round(floor (duration(i)/100)*60/15+mod(durati on(i),100)/15)； 第二分辨率的扩展F现象的预估图像数量计算公式为： numberofFlag＝round(floor权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115525786 A 2(duration(i)/100)*60/5+mod(durati on(i),100)/5)； 其中， durati on(i)为TXT标识文件中第i行扩展F现象发生的持续时间。 7.根据权利要求4所述的一种电离层频高 图分类样本库的构建方法， 其特征在于： 在步 骤S225中由于文件丢失出现： 在逐行遍历TXT标识文件时， 若某一行的起始位置有对应频高图， 而终止位置缺失对应 频高图时， 将类别的标记范围锁定在起始位置之后的numberofFlag个频高图里， 通过频高 图文件名的年月日时分是否小于终止位置的年月日时分， 如果小于等于， 则标记该频高图 为对应行的分类 类别； 如果大于， 则不做标记， 并退 出此次循环； 若该行的起始位置缺失对应频高图， 而终止位置有对应频高图时， 将类别的标记范围 锁定在终止位置 之前的number ofFlag个频高图里， 通过频高图文件名的年月日时分是否大 于起始位置的年月日时分秒， 如果大于等于， 则标记该频高图为对应行的分类类别； 如果小 于， 则不做标记， 并退 出此次循环； 当起始位置和终止位置都没有对应频高 图时， 则终止此次循环， 直接进入下一TXT标识 文件判定 。 8.根据权利要求1所述的一种电离层频高 图分类样本库的构建方法， 其特征在于： 在步 骤S4中考虑各个类别的频高图图像的数量级差异 通过引入不同类型的噪声进 行均衡操作， 对数量高于 设定样本量的类别， 对其频高图进行降采样； 对数量低于 设定样本量的类别， 对 其频高图进行 数据增强。 9.根据权利要求8所述的一种电离层频高 图分类样本库的构建方法， 其特征在于： 数据 增强具体包括以下步骤： 首先， 拷贝原 始的频高图到样本库， 并定义 n种噪声方法； 而后， 生成一个[1,n]范围内的随机数， 随机确定在选取的样本中增 加噪声的种类； 而后， 生成[1,5]之间的随机数， 随机确定加载噪声的块数、 行数和列数， 并随机确定图 像中增加随机块、 行、 列噪声的位置； 而后， 在确定的图像块、 行和列上增 加对应的随机噪声； 而后， 将增加了噪声的图像文件名增加噪声标志后， 添加到对应类别的样本库中， 循环 上述操作， 直至该类别的频高图样本数量满足要求 为止。 10.根据权利要求9所述的一种电离层频高图分类样本库的构建方法， 其特征在于： 噪 声方法至少包括高斯法和椒盐 法； 高斯法包括随机高斯法、 行高斯法和列高斯法； 椒盐法包括随机 椒盐法、 行椒盐 法和列椒盐 法； 其中， 超参数方面， 高斯法和椒盐法的噪声密度参数可调； 行高斯法和列高斯法以及行 椒盐法和列椒盐 法的噪声宽度可调； 随机高斯法和的随机 椒盐法的噪声覆盖面积可调。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115525786 A 3