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關注創建者:鄭政 創建時間:2017-02-23
預測分類的視頻教程
支持向量機SVM及MATLAB程序視頻算法識別分類擬合預測課程
第九章 ?基于SVM分析意大利葡萄酒多個分類 第十章 ?參數優化及交叉驗證方法與最佳參數計算 第十一章 ?支持向量機進行手寫體數字圖像識別分類 第十二章 ?SVM回歸分析預測上證開盤指數 第十三章 ?SVM的信息粒化時序回歸預測上證開盤指數變化區間 第十四章 ?基于SVM算法進行柴油機故障診斷 第十五章 ?支持向量機(SVM)算法與其它算法結合思路與希望
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預測分類的實例教程
預測效果
使用教程
1 基本介紹
1.MATLAB實現WOA-CNN-LSTM-Attention數據分類預測,運行環境Matlab2021b及以上;
2.基于鯨魚優化算法(WOA)、卷積神經網絡(CNN)和長短期記憶網絡(LSTM)的數據分類預測程序;
3.多特征輸入單輸出的二分類及多分類模型。程序內注釋詳細,直接替換數據就可以用;過WOA優化算法優化學習率、卷積核大小、神經元個數,這3個關鍵參數,以測試集精度最高為目標函數
程序語言為matlab,程序可出分類效果圖,迭代優化圖,混淆矩陣圖;
4.data為數據集,輸入12個特征,分四類;main為主程序,其余為函數文件,無需運行,可在下載區獲取數據和程序內容。
5.適用領域:適用于各種數據分類場景,如滾動軸承故障、變壓器油氣故障、電力系統輸電線路故障區域、絕緣子、配網、電能質量擾動,等領域的識別、診斷和分類。
使用便捷:直接使用EXCEL表格導入數據,無需大幅修改程序。內部有詳細注釋,易于理解。
2 研究內容
注意力機制模塊:
SEBlock(Squeeze-and-Excitation Block)是一種聚焦于通道維度而提出一種新的結構單元,為模型添加了通道注意力機制,該機制通過添加各個特征通道的重要程度的權重,針對不同的任務增強或者抑制對應的通道,以此來提取有用的特征。該模塊的內部操作流程如圖,總體分為三步:首先是Squeeze 壓縮操作,對空間維度的特征進行壓縮,保持特征通道數量不變。融合全局信息即全局池化,并將每個二維特征通道轉換為實數。實數計算公式如公式所示。該實數由k個通道得到的特征之和除以空間維度的值而得,空間維數為H*W。其次是Excitation激勵操作,它由兩層全連接層和Sigmoid函數組成。
展開 基于matlab的BP-Adaboost的強分類器分類預測,Adaboost是一種迭代分類算法,其在同一訓練集采用不同方法訓練不同分類器(弱分類器),并根據弱分類器的誤差分配不同權重,然后將這些弱分類器組合成一個更強的最終分類器(強分類器),并一直迭代,直到分類的錯誤率達到之前設定的閾值或者迭代次數達到設定最大迭代次數。程序已調通,可直接運行。
今天給大家分享基于DAF-MLP的手寫數字分類預測MATLAB實戰 ,主要從算法原理和代碼實戰展開。
一、算法原理
1.1 降噪自編碼器(Denoising Auto-Encoders, DAE)
在介紹降噪自編碼器的原理之前,需要介紹一下自編碼器的原理,這樣才能方便我們理解降噪自編碼器的原理。如圖1所示為自編碼器的網絡結構,它包含有編碼階段和解碼階段。主要應用于數據去噪和數據降維。
圖1 自編碼器的網絡結構
它的編碼和解碼過程可表達為
其中,W1、b1為編碼的權重和偏置,W2、b2為編碼的權重和偏置,
自編碼器的目的是使輸出與輸入盡量相同,所以采用的損失函數可表達為:
當損失函數J的值越小,那么經自編碼器重構的數據與原始數據就盡可能的相同。但在實際中,我們更關注的是自編碼器的隱層表達,而不是實際輸出。自編碼器真正關心的是隱藏層的特征表達,一個好的表達能夠捕獲輸入信號的穩定結構,以該目的為出發出現了降噪自動編碼器。
降噪自動編碼器的網絡結構如圖2所示。降噪自動編碼器,首先對干凈的輸入信號加入噪聲產生一個受損的信號。然后將受損信號送入傳統的自動編碼器中,使其重建回原來的無損信號。降噪自編碼器的優點是:它通過人為的增加噪聲使模型獲得魯棒性的特征表達。
圖2 降噪自編碼器的網絡結構
1.2 多層感知機(Multilayer Perceptron,MLP)
多層感知機是由單層感知機推廣而來,最主要的特點是有多個神經元層。一般將MLP的第一層稱為輸入層,中間的層為隱藏層,最后一層為輸出層。如下圖3所示。MLP并沒有規定隱藏層的數量,因此可以根據實際處理需求選擇合適的隱藏層層數,且對于隱藏層和輸出層中每層神經元的個數也沒有限制。
展開 左圖為機器學習中監督學習的一般方法,右圖為深度學習的一般方法
實際工程案例:
例1 基于卷積神經網絡的心電信號(ECG)心律失常情況的識別
卷積神經網絡在一維數據中的應用,輸入的信號經過小波變換等降噪處理后放入卷積神經網絡進行心律失常的分類識別,準確率能達到99.2%。
例2 基于圖卷積網絡(GCN)的阿茲海默癥疾病預測
通過對3維的CT圖進行數據特征提取,并以實驗對象為節點,結合非成像數據(如性別、年齡等)建立圖網絡,同過圖神經網絡的方法對實驗對象進行阿茲海默癥的疾病預測分類,檢測結果準確率達到80.0%。
例3 基于圖神經網絡的水處理廠的傳感器異常檢測
利用人工智能的方法檢測傳感器信號在某段時間內是否存在異常,并通過建立圖網絡捕獲水處理廠不同傳感器間的關系,來解釋檢測到異常的根因,能減少人工檢測的時間和成本。模型預測結果準確率達到99.35%。
展開 因為分類模型好壞的判斷,必須要結合業務背景。
舉個例子,在地震預測時,我們希望盡可能預測到所有的地震,哪怕這些預測到的地震中只有少數真正發生了,這個時候我們就可以犧牲精確率。寧愿發出100 次警報但只對 10 次,也不希望預測了 10 次,但只有 8 次正確而漏掉2次,因為只要有 1 次地震沒預測到都會造成巨大的損失。這是一個 “寧可抓錯,不可放過” 的場景。
但另一個場景,垃圾郵件分類,我們雖然希望模型能夠找到所有的垃圾郵件,但一旦有一封正常郵件被分到了垃圾信箱里,你肯定很生氣。所以這時候寧可漏掉垃圾郵件,也不能把正常郵件分錯。這就是一個“寧可放過,不可抓錯” 的場景。
能體會出來吧?在不同的場合,我們在建模時需要根據實際情況,通過查看不同的參數指標來判斷分類模型質量。
四、分類建模案例
理論部分講解差不多了,下面做一個實際的數據建模分類案例。
工程背景是某種新材料的研制,這種材料由很多種配方組成,不同的組成對應不同的材料性能。
工廠經過多年的積累,已經有了大量數據。其中前83列是原材料,后面幾列是配方對應的材料性能。而我們關心的是最后一列,耐彎折性。1表示耐彎折性達標,0表示不達標。
我們數據建模想做的事,是得到一個分類模型。基于這個模型,你輸入一種新的配方,讓模型判斷配方組成的新材料的耐彎折性是否達標,省去做實驗測試的過程。
開始操作。啟動DTEmpower,新建工程選擇專業模式,之后在畫布上依次拖入數據讀取、變量剔除、空值處理、變量設定、數據分割節點,然后依次連線,表示數據傳遞。
數據讀取、變量剔除就不解釋了,字面意思很簡單。
空值處理的作用是刪除存在空值的數據行,而數據分割是將數據分為訓練集和測試集,默認按照3:1的比例分割。
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我們的任務是利用AI建模完成一個二分類的預測任務,實現60%的SKIP率。
以往在完成對應制程后,需要100%對模組進行Aging測試,而現在通過AI預測Aging結果,對于合格樣本可直接跳過該環節,對于有問題的樣本則進行正常Aging測試。
我們的任務是利用AI建模完成一個二分類的預測任務,實現60%的SKIP率。
以往在完成對應制程后,需要100%對模組進行Aging測試,而現在通過AI預測Aging結果,對于合格樣本可直接跳過該環節,對于有問題的樣本則進行正常Aging測試。
理論加案例,一文讀懂數據分析中的分類建模11個月前
分類模型在做預測分類時,你覺得它對預測結果有百分百的信心嗎?顯然不會。
它實際是通過概率判斷的,比如計算發現某個樣本屬于A類的概率是70%,你如果設置閾值是50%,那么你就可以輸出結果判定這個樣本屬于A類。
當然,如果計算之后發現這個樣本屬于A類的概率只有40%,那你就能輸出結果,判定它不屬于A類。
所以,你設定的閾值不同,模型的表現也不同。
OK,下面做三件事。
分類層預測區域中存在不同對象類別的概率,而回歸層細化邊界框的坐標,從而提高定位精度。
· 非極大值抑制 (NMS):為了消除冗余檢測,將應用非極大值抑制。它刪除了重疊的邊界框,只為每個對象實例保留最可信的檢測。
2 掩碼 R-CNN
掩碼 R-CNN(基于掩碼區域的卷積神經網絡)是更快的 R-CNN 對象識別框架升級,增加了執行實例分割的功能。
Output Layer:生成網絡的預測,適用于分類或回歸任務。
RBF 網絡如何運作?
RBF 網絡在概念上類似于 K 最近鄰 (k-NN) 模型,盡管它們的實現方式不同?;舅枷胧牵椖康念A測目標值受附近具有相似預測變量值的項目的影響。以下是 RBF Networks 的運作方式:
Input Vector:網絡接收需要分類或回歸的 n 維輸入向量。
這些是一類神經網絡,具有一個鑒別器塊和一個生成器塊,它們協同工作,除了對樣本類別進行分類或預測之外,還能夠生成新樣本。
一些新發現的 GAN 用例包括:
安全:事實證明,人工智能對許多行業來說都是一個福音,但它也受到網絡威脅問題的困擾。事實證明,GAN 對處理對抗性攻擊有很大幫助。對抗性攻擊使用各種技術來欺騙深度學習架構。通過創建虛假示例并訓練模型來識別它們,我們可以應對這些攻擊。
在 RNN 中,每個時間步的輸入通常是表示序列當前狀態的向量,每個時間步的輸出是表示該時間步的預測值或分類的向量。隱藏狀態也是一個向量,在每個時間步中,根據當前輸入和之前的隱藏狀態進行更新。
基本的 RNN 架構存在梯度消失問題,這使得在長序列上訓練變得困難。
基于matlab的BP-Adaboost的強分類器分類預測,Adaboost是一種迭代分類算法,其在同一訓練集采用不同方法訓練不同分類器(弱分類器),并根據弱分類器的誤差分配不同權重,然后將這些弱分類器組合成一個更強的最終分類器(強分類器),并一直迭代,直到分類的錯誤率達到之前設定的閾值或者迭代次數達到設定最大迭代次數。程序已調通,可直接運行。
預測效果
使用教程
1 基本介紹
1.MATLAB實現WOA-CNN-LSTM-Attention數據分類預測,運行環境Matlab2021b及以上;
2.基于鯨魚優化算法(WOA)、卷積神經網絡(CNN)和長短期記憶網絡(LSTM)的數據分類預測程序;
3.多特征輸入單輸出的二分類及多分類模型。
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一、算法原理
1.1 降噪自編碼器(Denoising Auto-Encoders, DAE)
在介紹降噪自編碼器的原理之前,需要介紹一下自編碼器的原理,這樣才能方便我們理解降噪自編碼器的原理。如圖1所示為自編碼器的網絡結構,它包含有編碼階段和解碼階段。