山东大学学报(工学版) ›› 2016, Vol. 46 ›› Issue (6): 40-47.doi: 10.6040/j.issn.1672-3961.1.2016.213
何正义1,2,曾宪华1,2*,曲省卫1,2,吴治龙1
HE Zhengyi1,2, ZENG Xianhua1,2*, QU Shengwei1,2, WU Zhilong1
摘要: 基于高斯过程的条件受限玻尔兹曼机(GCRBM)时序模型可以很好的预测单一种类时序数据,但是该模型难以预测多类别的真实高维数据。针对这个问题,提出基于集成深度学习的时间序列预测模型,对多类时序对应训练多个深可信网络(deep belief networks, DBN)模型来学习低维特征,利用低维特征对应训练多个GCRBM时序模型。预测时序时先通过训练出的一组DBN模型对目标数据进行降维并通过重建误差识别类别,然后通过识别到的类别所对应的GCRBM模型预测目标数据的后期时序。在CASIA-A步态数据集上的试验结果表明:本方法能够准确识别出步态序列,而且预测结果能够模拟出真实的步态序列,证实了本模型的有效性。
中图分类号:
| [1] TAYLOR G W, HINTON G E, ROWEIS S T. Modeling human motion using binary latent variables[C] // Advances in Neural Information Processing Systems(NIPS 19): Proceedings of the 2006 Conference. [S.l.] : MIT Press, 2007: 1345-1352. [2] TAYLOR G W, HINTON G E, ROWEIS S T. Two distributed-state models for generating high-dimensional time series[J]. Journal of Machine Learning Research, 2011, 12(2):1025-1068. [3] HINTONG E. Training products of experts by minimizing contrastive divergence[J]. Neural Computation, 2006, 14(8):1771-1800. [4] HINTON G E, OSINDERO S, WELLING M, et al. Unsupervised discovery of nonlinear structure using contrastive back propagation[J]. Cognitive Science, 2006, 30(4):725-731. [5] ZENG Xianhua, LUO Siwei, WANG Jiao. Auto-associative neural network system for recognition[C] // Proceedings of International Conference on Machine Learning and Cybernetics(ICMLC 2007). [S.l.] : IEEE Conference Publications, 2007: 2885-2890. [6] HINTON G E, SALAKHUTDINOV R. Reducing the dimensionality of data with neural networks[J]. Science, 2006, 313(5786):504-507. [7] HINTONG G E, SALAKHUTDINOV R. Supporting online material for reducing the dimensionality of data with neural networks[J]. Science, 2006, 504(5786):504-507. [8] HINTONG G E, OSINDERO S, TEH Y W. A fast learning algorithm for deep belief nets[J]. Neural Computation, 2006, 18(7):1527-1554. [9] SMOLENSKY P. Parallel distributed processing: information processing in dynamical systems: foundations of harmony theory[M]. Cambridge, USA: MIT Press, 1986: 194-281. [10] SALAKHUTDINOV R, JOSHUA B, TORRALBA A. Learning with hierarchical-deep models[J]. IEEE Transactions on Pattern Analysis & Machine Intelligence, 2013, 35(8):1958-1971. [11] LAROCHELLE H, BEMGIO Y, LOURADOUR J, et al. Exploring strategies for training deep neural networks[J]. Journal of Machine Learning Research, 2009, 10(6):1-40. [12] 孙志军, 薛磊, 许阳明. 深度学习研究综述[J]. 计算机应用研究, 2012, 29(8):2806-2810. SUN Zhijun, XUE Lei, XU Yangming. The research summary of deep learning[J]. Application Research of Computers, 2012, 29(8):2806-2810. [13] 钟颖, 汪秉文. 基于遗传算法的BP神经网络时间序列预测模型[J]. 系统工程与电子技术, 2002, 24(4):9-11. ZHONG Ying, WANG Bingwen. The back propagation neural network based on genetic algorithm for predicting time series[J]. Journal of Systems Engineering and Electronics, 2002, 24(4):9-11. [14] 张玉瑞, 陈剑波. 基于RBF神经网络的时间序列预测[J]. 计算机工程与应用, 2005, 41(11):74-76. ZHANG Yurui, CHEN Jianbo. A predicting time series model based on radial basis function neural network[J]. Computer Engineering and Applications, 2005, 41(11):74-76. [15] 周若愚. 基于SVR与半监督学习的时间序列预测[D].西安:西安电子科技大学, 2014. ZHOU Ruoyu. A predicting time series model based on support vector regression and semi supervised learning[D]. Xi'an: Xidian University, 2014. |
| [1] | 耿麒,李晓斌,黄雨枫,汪学斌,杨沐霖,郭惠川,章慧健. 基于小尺度滚刀直线切割试验的岩石强度预测[J]. 山东大学学报 (工学版), 2025, 55(3): 111-120. |
| [2] | 刘新,刘冬兰,付婷,王勇,常英贤,姚洪磊,罗昕,王睿,张昊. 基于联邦学习的时间序列预测算法[J]. 山东大学学报 (工学版), 2024, 54(3): 55-63. |
| [3] | 那绪博,张莹,李沐阳,陈元畅,华云鹏. 基于ODCG的网约车需求预测模型[J]. 山东大学学报 (工学版), 2023, 53(5): 48-56. |
| [4] | 于艺旋,杨耕,耿华. 连续复合运动的多模态层次化关键帧提取方法[J]. 山东大学学报 (工学版), 2023, 53(2): 42-50. |
| [5] | 杨明, 杜萍静, 刘凤全, 郝旭鹏, 孛一凡. 能源消费发展及预测方法综述[J]. 山东大学学报 (工学版), 2020, 50(1): 56-62. |
| [6] | 陈馨菂, 李天瑞, 杨欢欢. 基于时间序列数据的交互式主题河流可视化[J]. 山东大学学报 (工学版), 2019, 49(4): 29-35. |
| [7] | 郑店坤,许同乐,尹召杰,孟庆民. 改进PSO-BP神经网络对尾矿坝地下水位的预测方法[J]. 山东大学学报 (工学版), 2019, 49(3): 108-113. |
| [8] | 何正义,曾宪华,郭姜. 一种集成卷积神经网络和深信网的步态识别与模拟方法[J]. 山东大学学报(工学版), 2018, 48(3): 88-95. |
| [9] | 谢国辉,樊昊. 太阳能光热发电技术成熟度预测模型[J]. 山东大学学报(工学版), 2017, 47(6): 83-88. |
| [10] | 陶志伟,张莉. 基于马氏距离的分段矢量量化时间序列分类[J]. 山东大学学报(工学版), 2016, 46(3): 51-57. |
| [11] | 王会青,孙宏伟,张建辉. 基于Map/Reduce的时间序列相似性搜索算法[J]. 山东大学学报(工学版), 2016, 46(1): 15-21. |
| [12] | 麻常辉1,冯江霞2,蒋哲1,武乃虎1,吕晓禄3. 基于时间序列和神经网络法的风电功率预测[J]. 山东大学学报(工学版), 2014, 44(1): 85-89. |
| [13] | 朱全银1,严云洋1,周培1,谷天峰2. 一种线性插补与自适应滑动窗口价格预测模型[J]. 山东大学学报(工学版), 2012, 42(5): 53-58. |
| [14] | 施珺,朱敏. 一种基于灰色系统和支持向量机的预测优化模型[J]. 山东大学学报(工学版), 2012, 42(5): 7-11. |
| [15] | 朱跃龙,李士进,范青松,万定生. 基于小波神经网络的水文时间序列预测[J]. 山东大学学报(工学版), 2011, 41(4): 119-124. |
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