基于循环神经网络和深度学习的股票预测方法

本文提出一种基于多路循环神经网络与深度学习的股票预测方法。针对股票的涨跌预测问题,使用分布式向量表示方法提取出股票相关的新闻文本特征,同时考虑到股票相关信息的时序性以及新闻影响的持续性特质,使用多路循环神经网络模型对所提取的特征与交易信息进行协同训练,从而获得历史信息的低维向量表示。最后将多个循环神经网络的输出进行拼接,利用深度神经网络共同对股票的涨跌进行分类预测。本文使用上证A股的价格与新闻数据进行实验,实验结果表明,本文所提出的方法在股票预测任务上具有明显的优越性。     

基于注意力机制BiLSTM的设备智能故障诊断方法

状态监测与故障诊断是保证机械设备安全稳定运行的必要手段.本文提出一种基于注意力机制双向LSTM网络(ABiLSTM)的深度学习框架用于机械设备智能故障诊断.首先,将传感器采集的设备原始数据进行预处理,并划分为训练样本集与测试样本集;其次,训练多个不同尺度的双向LSTM网络对原始时域信号进行特征提取,得到设备故障多尺度特征;再次,通过引入注意力机制,对不同双向LSTM网络提取特征的权重参数进行优化,筛选保留目标特征,滤除冗杂特征,以实现精准提取有效故障特征;最后,在输出端利用Softmax分类器输出故障分类结果.通过利用发动机气缸振动实验数据和凯斯西储大学滚动轴承实验数据进行故障诊断实验,故障识别准确率均达到99%以上.实验结果表明,ABiLSTM模型可以实现对原始时域信号的多尺度特征提取和故障诊断,通过与深度卷积网络(CNN)、深度去噪自编码器(DAE)和支持向量机(SVM)等方法进行对比,ABiLSTM模型的故障识别性能优于各类常见模型.另外,通过利用凯斯西储大学滚动轴承在不同工况条件下的数据,对ABiLSTM模型进行泛化性能实验,变工况样本的故障识别准确率仍然能够达到95%以上.     

基于双向长短期记忆神经网络的岩相预测方法

介绍一种基于双向长短期记忆神经网络(Bi-directional long short-term memory,Bi-LSTM)的岩相预测方法,综合利用测井和地震数据进行高效准确的岩相预测.通过合成地震记录,进行井震数据的时深匹配,以地震吸收衰减数据、纵波阻抗、密度和伽马拟声波阻抗作为输入,以岩相作为标签,通过Bi-L...     

基于全局注意力引导的肺结节分割方法

肺结节的精确分割能有效地辅助医生的治疗诊断工作,但由于不同患者所呈现的肺结节病灶形式多种多样,基于传统专家系统和统计学习的方法难以获得准确的肺结节分割结果。针对这种情况,提出一种由全局注意力引导的注意力机制,达到了从一张完整的胸部影像切片中自动定位并分割出肺结节的效果。该方法首先对目标区域进行肺实质分割,再利用区域建议网络（region proposal network,RPN）进一步缩小感兴趣区域,并生成注意力权重图,最后使用融合了残差网络（residual network,ResNet）与卷积长短期记忆网络（convolutional long short-term memory,ConvLSTM）的结构结合注意力权重进行肺结节分割。将所提方法在肺图像数据库联盟（lung image database consortium,LIDC-IDRI）数据集上进行了全面的评估,结果表明,本文方法分割结果的平均dice得分（标准差）为89.97%（8.9%）,具有出色的分割性能,精度相较其他方法取得一定提升。进一步在相同数据集上将所提方法的肺结节分割结果与4位放射科医生的手工标注结果进行了比较,结果表明本文方法的分割结果与医生们的标注结果的一致性达到了85.81%,相较于医生们手工标注之间的一致性高出了3.39%。     

融合DBN和BiLSTM的工业互联网入侵检测方法

针对当前工业互联网的攻击行为复杂,其网络数据具有海量、高维、时序性和非线性等特征,导致传统入侵检测方法的特征提取困难、检测率低、泛化能力差等问题,提出一种融合深度信念网络(deep belief network,DBN)和双向长短时记忆网络(Bi-directional long short-term memory,B...     

复杂环境中一种基于深度学习的异常检测方法

为了解决复杂环境中异常检测的问题,提出一种基于深度学习的检测方法。首先,通过引入(you only look once,YOLO)检测,将卷积神经网络回归法提取的物体时空特征,输入到长短期记忆模型(LSTM),追踪复杂环境中个体的运动轨迹。然后,评估相邻个体间运动轨迹的依赖性。最后,采用编码-解码框架训练LSTM模型,预测物体未来的运动轨迹;根据物体未来运动轨迹的异常概率,最终完成异常检测。实验结果表明,解决了复杂环境中运动物体间的相互干扰问题;在时间和空间鲁棒性评估上,优于其他轨迹追踪的方法,从而证明了本方法的有效性和可行性。     

基于DCNN的图像语义分割综述

图像的语义分割是计算机视觉中重要的基本问题之一,其目标是对图像的每个像素点进行分类,将图像分割为若干个视觉上有意义的或感兴趣的区域,以利于后续的图像分析和视觉理解.近年来,深度卷积神经网络(Deep Convolutional Neural Network,DCNN)的出现,极大地推动了语义分割的发展.本文从语义分割的基本定义出发,对语义分割中存在的困难和挑战进行了分析和描述.总结了目前用于评测语义分割算法的典型数据库,并以PASCAL VOC数据库为主线对近年来基于DCNN的语义分割算法进行了梳理和总结.最后对语义分割未来的研究重点进行了探讨和预测.     

基于多模态3D-CNNs特征提取的MRI脑肿瘤分割方法

针对目前MRI脑肿瘤分割中的无监督特征提取方法无法适应脑肿瘤图像的差异性,提出一种基于多模态3D卷积神经网络(CNNs)特征提取的MRI脑肿瘤分割方法。将2D的多模态MRI图像组合成3D原始特征,通过3D-CNNs提取特征,更有利于提取各模态之间的差异信息,去除各模态之间的冗余干扰信息,同时缩小原始特征邻域大小,以适应同一病人不同图像层肿瘤大小的差异变化,进一步提高MRI脑肿瘤的分割精度。实验结果证明,能适应不同病人各模态之间的差异性和多变性,以提高脑肿瘤的分割精度。     

一种基于深度学习的卫星遥感图像分割方法

近年来,基于深度学习的语义分割方法得到了广泛应用.本文针对实际遥感图像中的语义分割问题,为了减少网络参数和计算量,以及提高网络性能,提出了一个使用通道注意力机制的卷积神经网络(channel attention network,CA-Net).首先,对高分二号(GF-2)遥感图像进行预处理和数据标注,得到一个7分类数据...     

LSTM和GRU在城市声音分类中的应用

不同类型的声音对城市居民的身心健康质量影响不同,将城市声音精准的分类有利于对其进行有效的评价,从而促进对城市声音的管理。深度学习在语音识别方面已有所应用,其中循环神经网络(RNN)表现最为突出。由于基本RNN存在明显的梯度消失、网络损耗大、准确率低等问题,应用改进的RNN对城市背景噪声进行分类。采用长短期记忆神经网络(LSTM)和门控循环单元(GRU)神经网络,构建深度循环神经网络模型,通过城市记录的公共数据集UrbanSound8K对搭建的深度神经网络的准确性进行测试分析。模型基于梅尔频率倒谱系数的基准实现,得出的结果与基本RNN相比有明显的提升。     

基于注意力机制和深度学习的运动想象脑电信号分类方法

脑机接口(Brain Computer Interface,BCI)作为一种新型的信息沟通与控制手段,是一个涉及神经科学、信号处理以及模式识别等多个学科的交叉研究课题.基于运动想象的BCI系统被认为是最具发展前景的一种脑机接口系统.针对基于机器学习方法构建脑电特征与运动想象之间的映射关系进行分类时,现有方法仍存在无法兼...     

基于改进PSPNet网络的古代壁画分割方法

针对传统方法在古代壁画图像分割过程中出现的目标边界模糊、图像分割效率低等问题,提出一种基于PSPNet网络的多分类壁画图像分割模型(PSP-M).模型首先融合轻量级神经网络MobileNetV2,降低硬件条件对于模型训练的限制.其次通过全局金字塔模块,将不同级别的特征图拼接起来,避免了表征不同子区域之间关系的语境信息的丢失.最后利用金字塔场景解析网络嵌入壁画背景特征,减少特征损失的同时提高特征提取效率.实验结果表明,PSP-M模型较传统的图像分割模型在训练精确度上平均提升2%,峰值信噪比(PSNR)较实验对比模型平均提高1～2 dB,结构相似指标(SSIM)指标较实验对比模型平均提高0.1～0.2,实验验证了PSP-M模型在壁画分割方面的可行性.     

基于深度学习的输变电设备紫外放电光斑分割方法

随着紫外成像技术的发展,高压电力设备对于紫外成像图谱的量化分析提出了更高的要求。紫外图谱的量化分析需要用到除紫外成像仪所输出“光子数”额外的紫外光斑图像信息,所以需要将紫外放电光斑从可见光的背景中分割出来。然而,传统紫外图谱光斑分割方法仍存在复杂背景及小光斑分离困难、特征选取复杂、分割精准度低等问题。基于上述问题,提出了一种基于深度学习的紫外图谱光斑分割提取的方法。首先,采用紫外成像仪拍摄电力设备放电缺陷紫外图谱;其次,分别构建FCN-32s、FCN-16s、FCN-8s 3种全卷积网络(fully convolutional networks, FCN)子模型架构,并利用随机梯度下降法进行模型训练;最后,实现输变电设备放电缺陷紫外图谱主光斑的自主分割提取。经过对FCN 3种子模型架构的训练、测试和对比分析,结果表明：FCN-16s模型为紫外光斑分割提取的最佳模型,测试准确率可达99.34%。结果表明基于深度学习的紫外图谱光斑分割方法准确高效,为紫外光斑的量化提取及电力设备放电缺陷的紫外诊断提供了参考。     

基于像素分类的图像语义分割方法及其应用研究

为了提高药片外观缺陷检测效率,提出一种使用深度学习进行药片外观缺陷检测的基于像素分类的图像语义分割方法 .首先,利用全卷积神经网络对预处理后的样本数据集进行训练,提取药片外观的缺陷特征,然后,采用像素精度和交并比来评估模型分割的精确度,最后,使用训练得到的模型分割出药片的缺陷位置并加以语义的描述.实验结果 表明,该方法...     

基于循环平稳包络的心音分割方法

提出了一种基于循环平稳包络的心音分割算法,自动把第一心音(S1)和第二心音(S2)从每个周期中分别提取出来。计算心音信号的循环平稳包络,选择一个阈值来区分S1和S2。不需要参考信号,而且不受噪声干扰,即使是在有噪声的情况下,也能正确区分出S1和S2。处理了来自20个样本的心音信号(包括15个正常心音和5个异常心音,共715个周期),结果显示,分割的正确率超过96%。     

基于改进高斯滤波网络的深度伪造检测方法

针对滚动轴承传统故障诊断方法训练收敛速度慢、识别准确率不高、抗针对虚假视频的检测中,特征噪声多、数据量大和检测准确率低的问题,提出一种改进高斯滤波对地标点进 行去噪和改进深度网络模型来提升精度的算法(IGFNet);算法将高斯滤波拓展到空域和值域上,在滤除低频噪声的同时尽可能保留高频噪声,使得在后续特征数据的处理中,标记点的精度得以提升;采用特征化的数据代替原始数据以减少数据量,使得送入网络的数据量大大缩小,有效缩短了训练时长和减少了网络参数量,在实际应用中可以增加鉴别虚假视频的效率;并且针对人脸属性特征点的差异采用不同深度的双流神经网络,从而更加有效地学习如何鉴别虚假视频。 实验表明:改进高斯滤波网络算法(IGFNet)有效地增加了真假脸检测的准确率,在与当前 较为优秀的方法如 Meso4,Xecption,LRNet 等的对比下,IGFNet 的准确率均有不同程度的提升,在跨数据集的测试上提升尤为明显;在压缩过的虚假视频测试中,IGFNet 的泛化下降程度最低,显示了较强的鲁棒能;通过改进网络加入梯度热力图以直观判断出 IGFNet 对于深度伪造图片的鉴别能力。     

基于改进DenseUnet的腹膜后淋巴CT分割方法

针对腹部CT图像中淋巴与周围结构相似、对比度低、难识别导致淋巴分割精度较低的问题,提出一种基于空洞卷积和双通道注意力机制的改进密集U型对称语义分割模型D-DenseUnet。将空洞卷积和双通道注意力机制嵌入密集块连接的U型网络结构中,提升模型提取整体特征的能力;为了缓解数据不平衡问题,采用复合损失函数作为改进的密集U型模型D-DenseUnet的损失函数,结合数据扩增和早停法防止过拟合,通过余弦退火衰减学习策略进行优化,最终实现腹膜后淋巴分割。实验结果表明,所提的分割模型在腹膜后淋巴CT图像中能够较好分割淋巴,平均相似系数、交并比和召回率分别为0.796,0.804,0.679,优于传统的Unet网络和密集U型DenseUnet网络。     

深度学习:多层神经网络的复兴与变革

 人工智能（AI）已经进入一个新的蓬勃发展期。推动这一轮AI 狂澜的是三大引擎,即深度学习（DL）、大数据和大规模并行计算,其中又以DL 为核心。本文回顾本轮“深度神经网络复兴”的基本情况,概要介绍常用的4 种深度模型,即：深度信念网络（DBN）、深度自编码网络（DAN）、深度卷积神经网络（DCNN）及长短期记忆递归神经网络（LSTM-RNN）。简要介绍深度学习在语音识别和计算机视觉领域几个重要任务上的应用效果情况。为便于应用DL,介绍了几种常用的深度学习开源平台。对深度学习带来的启示和变革做了一些开放式的评述,讨论了该领域的开放问题和发展趋势。     

基于深度学习的铁路实例分割研究

为了提高铁路图像分割精度使其可作为铁路无人驾驶及设备安全、快速、准确检测等工作的基础视觉任务,在经典的MaskRCNN实例分割网络架构基础上,设计了一个新的特征提取架构DseNet,组合得到了DseNet-MaskRCNN.铁路边缘处的精度对实例分割有着重要的精度影响,在网络架构上着重强化了图像边缘处的精度.实验结果表明该网络架构能够快速的对铁路区域进行识别分割.在实验中单张图像处理速度可达15帧/秒,实例分割精度可达93.8％.