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基于自适应增强算法的卷积神经网络单粒子翻转容错方法

罗熙 周晴 江源源

罗熙, 周晴, 江源源. 基于自适应增强算法的卷积神经网络单粒子翻转容错方法[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2025-0025
引用本文: 罗熙, 周晴, 江源源. 基于自适应增强算法的卷积神经网络单粒子翻转容错方法[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2025-0025
Single Event Upsets Fault Tolerance of Convolutional Neural Networks Based on Adaptive Boosting[J]. Chinese Journal of Space Science. doi: 10.11728/cjss2025-0025
Citation: Single Event Upsets Fault Tolerance of Convolutional Neural Networks Based on Adaptive Boosting[J]. Chinese Journal of Space Science. doi: 10.11728/cjss2025-0025

基于自适应增强算法的卷积神经网络单粒子翻转容错方法

doi: 10.11728/cjss2025-0025
基金项目: 鸿蒙计划——环月低频射电天文台(GJ110500)

Single Event Upsets Fault Tolerance of Convolutional Neural Networks Based on Adaptive Boosting

  • 摘要: 空间辐射环境下的单粒子翻转效应严重威胁着星载智能系统的可靠性,传统的三模冗余和周期性擦写等容错方法存在资源开销大、功耗高等问题。本文提出一种基于自适应增强算法的轻量化容错方法(AB-FTM),通过AB-FTM构建ResNet20/32/44异构弱模型集成架构,在相比于原始ResNet110参数规模缩减18.2%的同时,利用动态权重调整机制提升分类精度和鲁棒性。实验在CIFAR-10、MNIST和EuroSAT等数据集上验证表明,当0.0004%比例的参数发生单粒子翻转时,所提方法较ResNet110基准模型的准确率分别提升20.39%、26.25%和21.02%,显著优于现有容错方案。该方法为未来空间科学卫星使用星载智能系统提供了兼顾可靠性、轻量化与计算效能的新型解决方案。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2025-02-19
  • 录用日期:  2025-05-09
  • 修回日期:  2025-04-25
  • 网络出版日期:  2025-06-27

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