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1. 多尺度阈值生成
创新思路：融合不同尺度的统计信息（如平均池化+最大池化）生成更鲁棒的阈值。
class MultiScaleShrinkage(nn.Module):def __init__(self, channel, reduction=4):super().__init__()# 多尺度池化分支self.avg_pool = nn.AdaptiveAvgPool1d(1)self.max_pool = nn.AdaptiveMaxPool1d(1)# 双分支融合self.fc = nn.Sequential(nn.Linear(channel*2, channel//reduction),nn.ReLU(),nn.Linear(channel//reduction, channel),nn.Sigmoid())def forward(self, x):residual = xx_abs = torch.abs(x)# 双分支池化avg = self.avg_pool(x_abs).squeeze(-1)max_ = self.max_pool(x_abs).squeeze(-1)combined = torch.cat([avg, max_], dim=-1) # (B, 2C)threshold = self.fc(combined).unsqueeze(-1)# 后续软阈值处理相同2. 空间-通道协同阈值化
创新思路：引入空间注意力机制，实现通道与空间联合自适应。
class SpatioChannelShrinkage(nn.Module):def __init__(self, channel, reduction=4):super().__init__()# 通道分支self.channel_fc = nn.Sequential(nn.Linear(channel, channel//reduction),nn.ReLU(),nn.Linear(channel//reduction, channel),nn.Sigmoid())# 空间分支（1D卷积）self.spatial_conv = nn.Sequential(nn.Conv1d(channel, 1, kernel_size=3, padding=1),nn.Sigmoid())def forward(self, x):residual = xx_abs = torch.abs(x)# 通道阈值channel_avg = x_abs.mean(-1) # (B,C)channel_th = self.channel_fc(channel_avg).unsqueeze(-1) # (B,C,1)# 空间阈值spatial_th = self.spatial_conv(x_abs) # (B,1,L)# 联合阈值combined_th = channel_th * spatial_th # (B,C,L)# 动态软阈值sub = x_abs - combined_threturn torch.sign(residual) * torch.clamp_min(sub, 0)3. 可微硬阈值化
创新思路：通过自适应选择软/硬阈值化，增强特征选择性。
class AdaptiveThreshold(nn.Module):def __init__(self, channel):super().__init__()# 可学习阈值比例系数self.alpha = nn.Parameter(torch.randn(1, channel, 1))def forward(self, x):x_abs = torch.abs(x)threshold = self.alpha * x_abs.mean(-1, keepdim=True)# 硬阈值直通式梯度mask = (x_abs > threshold).float()return x * mask4. 轻量化动态卷积阈值
创新思路：用深度可分离卷积替代全连接层，减少参数量。
class LightShrinkage(nn.Module):def __init__(self, channel):super().__init__()# 深度可分离卷积self.dw_conv = nn.Sequential(nn.Conv1d(channel, channel, kernel_size=3, padding=1, groups=channel),nn.AdaptiveAvgPool1d(1),nn.Conv1d(channel, channel, kernel_size=1),nn.Sigmoid())def forward(self, x):residual = xx_abs = torch.abs(x)# 通过卷积提取局部模式threshold = self.dw_conv(x_abs)sub = x_abs - thresholdreturn torch.sign(residual) * torch.relu(sub)5. 残差收缩增强
创新思路：引入残差连接避免信息丢失，增强梯度流动。
class ResidualShrinkage(nn.Module):def __init__(self, channel):super().__init__()self.shrink = Shrinkage(channel) # 原收缩模块def forward(self, x):return x + self.shrink(x) # 残差连接创新方向总结
| 方向 | 关键改进 | 适用场景 |
|---|---|---|
| 多尺度统计 | 融合平均/最大池化 | 高噪声数据 |
| 空间-通道协同 | 1D卷积+通道注意力 | 需要局部上下文的任务 |
| 软硬阈值结合 | 可学习阈值类型 | 需精确特征选择的场景 |
| 轻量化设计 | 深度可分离卷积 | 移动端/实时处理 |
| 残差增强 | 收缩结果与原始输入相加 | 深层网络训练稳定性 |
建议通过消融实验验证不同改进方案的有效性，根据具体任务选择最佳组合。例如，对于高噪声时序信号处理，多尺度+空间通道协同的方案可能更有效；而对于计算资源受限的场景，轻量化设计更为合适。