一种基于特征偏移补偿的深度智能化教学评价方法

针对慕课(MOOC)评论中存在少数类特征偏移的问题, 提出一种基于特征偏移补偿的深度智能化教学评价方法. 该方法首先使用Glove预训练模型获取MOOC评论的分布式词向量; 然后采用浅层卷积神经网络, 通过多个卷积核学习教学评价的语义, 引入不同类别评论的数量设计影响因子, 归一化该影响因子并应用到交叉熵损失函数中; 最后基于Coursera平台的本科学生教学评论数据集, 通过与其他损失函数在F₁,gmean,balance,gmeasure等评价指标上进行性能对比实验. 实验结果表明, 基于归一法的特征偏移补偿损失函数在gmeasure指标上比基类损失函数得到了最多15.40%的性能提升, 并且采用该损失函数的分类模型也表现出较强的稳定性.     

基于知识蒸馏的不平衡数据下入侵检测方法研究

基于深度学习的网络入侵检测模型面临模型结构复杂、部署效率低及流量数据类别不平衡的问题.针对这些问题,提出了1种结合知识蒸馏和类别权重焦点损失的网络入侵检测方法.该方法以精度高、参数量较多的入侵检测模型作为教师模型,与小型学生模型生成蒸馏损失;引入增加类别权重的焦点损失函数作为学生损失;结合蒸馏损失与学生损失生成总的损失函数优化学生模型.实验结果表明,该方法性能相较于非蒸馏模型在各项指标上均有一定提升.     

不平衡数据分类问题的基于间隔放大损失的支持向量机

针对不平衡数据分类问题,提出了一种带有间隔感知标签分布损失函数的支持向量机,称为基于间隔放大损失的支持向量机(support vector machine with margin magnification loss,MM-SVM)。考虑各类样本的分布情况以及数据不平衡比,设计了一种间隔放大损失函数,最小化基于间隔的泛化误差界;将间隔放大损失函数应用于SVM模型中,增强了少数类样本对分类超平面的影响,实现对少数类样本的准确分类。在Keel和UCI数据库上的实验表明,MM-SVM在不平衡数据分类精度和时间效率上均优于其他5种对比方法,实现了对不平衡数据的有效分类。     

基于双层堆叠分类模型的水军评论检测

对于水军评论检测问题,已有方法在提取用户行为关系以及通过神经网络提取特征时复杂度过大,同时由于网络评论属于短文本类,其书写的不规范会导致训练过程中文本特征提取困难;另外,已有方法对数据集不平衡分布情况考虑不足。为此,提出了一种基于双层堆叠分类模型的水军评论检测方法。首先通过三元组形式构造矩阵表示用户间关系,并通过主成分分析得到低维用户关系表示,以此刻画用户在评论数据中的行为差异并且降低计算的复杂度;然后,通过评论的段落向量表示以及计算离散型特征(包括文本相似度、信息熵等)解决文本特征难以提取的问题;最后将三者相联结作为融合文本与行为特征的整体特征表示。利用集成学习的方法构造双层堆叠分类模型对评论分类,以提升模型在非平衡数据集下的检测性能。实验采用Yelp2013评论数据集,结果表明,与目前最好的基准方法对比, F₁值提高了1.7%~5.2%,在非平衡数据集中提升尤为明显。     

基于改进AlexNet的可变形卷积皮肤病变识别算法

为了有效解决类间相似度高、类内差异化大、数据类别不平衡的皮肤病变识别,提出了基于改进AlexNet的可变形卷积网络皮肤病变识别算法. 构建改进的AlexNet可变形卷积网络模型,增加采样偏移量,使不同位置的卷积核采样点可根据图像内容自适应变化,自动调整不同尺度或感受野,提取比标准卷积更精细的特征. 使用交叉熵损失函数和焦点损失函数的加权损失函数,削弱易分类样本在训练中所占的权重,使模型专注于相似度高、易错分的样本,解决样本比例不平衡的问题,优化模型的识别率. 在HAM10000数据集上进行仿真实验,主客观的实验结果表明, 提出的方法在7种皮肤病变上的识别优于现有方法,具有更高的准确性、特异性和鲁棒性.      

基于高维映射感知器网络的机器学习分类方法

利用Rosenblatt感知器网络的权值学习方法,提出一种解决线性不可分样本的多类分类方法.该方法不需要考虑使用何种核函数,将高维坐标值作为分类信息的函数,直接解决非线性多类分类问题.对双螺旋线数据分类应用的结果表明:基于高维映射感知器网络的多类分类机器学习方法可以有效解决非线性数据的分类问题,并能够提高分类效率和准确度.     

基于原始单通道脑电图的高效睡眠自动分期方法

提出一种基于单通道脑电数据的睡眠自动分期方法。利用多个并行的卷积操作学习脑电的多尺度空间特征,使用长短期记忆网络挖掘局部时不变特征中的时间信息。针对类别不平衡问题,采用时移滚动方法和加权交叉熵损失函数。在公开数据集Sleep-EDF上的实验结果表明,所提方法仅使用单通道数据实现了端到端的高效睡眠自动分期,缓解了不平衡数据集的分类问题。     

引入Huber损失函数的睡眠脑电数据增强模型研究

针对目前睡眠脑电数据的标记仍以专家评判为主,导致数据标记不足,以及影响睡眠状态自动评估的不同阶段睡眠脑电数据类不平衡等问题,提出了一种基于生成式对抗网络（generative adversarial network,GAN）的数据增强模型,用以扩充不同睡眠阶段的脑电数据．通过引入Huber函数来改进辅助分类器生成式对抗网络（auxiliary classifier GAN,ACGAN）模型的损失函数,解决数据模糊等品质问题．该模型无须对数据进行特征提取,其生成和判别网络都采用一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network,1D-CNN),并以一维噪声和类别向量为生成器输入信号．分别采用手写体数字图像数据集与睡眠脑电数据集评估该模型的性能．将改进前的模型与其他损失函数模型进行了对比试验,结果表明改进模型的数据增强效果与睡眠分期效果,从可视化评估到定量评估均优于其他模型．研究结果以期为深度学习引入睡眠脑电分析中提供一种行之有效的方法．      

基于多维度特征提取网络的肝脏图像分割

随着计算机技术的发展,基于深度学习的医学图像自动分割已经成为人工智能辅助医疗的重要研究方向.为弥补现有神经网络结构对信息提取不足而产生的边缘细节丢失问题,构建了一种基于多维度特征提取网络(RDD-UNet)模型,该模型是基于残差UNet和混合损失函数的三维分割网络,以向肝脏肿瘤分割方法提供高精度的脏器分割结果.首先,该网络从原始CT数据的3个轴向提取信息,以长短跳跃连接的组合形式融合多尺度语义特征,保证了层内和层间信息的充分利用.其次,网络中设计了不平衡深度可分离空洞卷积模块,在提升三维网络计算效率的同时,扩大了体素级别的特征感受范围.最后,针对小尺寸分割目标数据不平衡问题提出了混合损失函数,并与深度监督结构相结合,提升了边缘细节的分割效果.该网络模型从体素、轴向和网络层级3个维度上充分提取特征信息,提高了肝脏分割的准确率,在公共数据集LiTS 2017上的Dice分数达到0.965 2,与其他方法相比达到了较高的精度水平.     

基于降噪自动编码器的不平衡情感分类研究

目前,网络评论的情感分类研究大部分是不平衡样本数据,正向样本的数量一般远大于负向样本,对这种不平衡样本集进行分类时容易产生少数类误差较大的问题。而且由于网络评论的表达形式多变,不易获取到大量的有监督的数据。针对上述问题,对无监督的不平衡网络评论情感分类进行研究。首先通过改进降噪自动编码器,提高少数类的特征值,避免分类样本向多数类偏移。然后将获取的特征值作为k-means算法的输入值,实现了无监督的样本分类。实验证明,该算法对不平衡率较高的样本具有良好的适应性,从而验证了算法的有效性。     

多尺度卷积循环神经网络的情感分类技术

结合卷积神经网络对于特征提取的优势和循环神经网络的长短时记忆算法的优势,提出一种新的基于多尺度的卷积循环神经网络模型,利用卷积神经网络中的多尺寸滤波器提取出具有丰富上下文关系的词特征,循环神经网络中的长短时记忆算法将提取到的词特征与句子的结构联系起来,从而完成文本情感分类任务.实验结果表明:与多种文本情感分类方法相比,文中算法具有较高的精度.     

超短期风电功率预测的混合深度学习模型

针对风电功率预测(WPF)问题,提出一种基于离散小波变换(DWT)、时间卷积网络(TCN)和长短期记忆(LSTM)神经网络的混合深度学习模型(DWT-TCN-LSTM),对超短期风电功率进行预测.将DWT-TCN-LSTM模型分别与差分整合移动平均自回归(ARIMA)模型,支持向量回归(SVR)模型,长短期记忆神经网络模型和卷积长短期记忆(TCN-LSTM)混合模型进行对比实验,通过对称平均绝对百分比误差(SMAPE),均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)3种评价指标值对各个模型进行评价.实验结果表明:DWT-TCN-LSTM模型具有较好的预测性能.     

基于CNN-BLSTM的食品舆情实体关系抽取模型研究

食品舆情实体关系抽取是构建食品舆情知识图谱的关键技术,也是当前信息抽取领域的重要研究课题。针对食品舆情中常出现的实体对多关系问题,在卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)中引入基于位置感知的领域词语义注意力机制;在双向长短时记忆(bidirectional long short-term memory,BLSTM)网络中引入基于位置感知的语义角色注意力机制,构建基于CNN-BLSTM的食品舆情实体关系抽取模型。在食品舆情数据集上进行了对比实验,实验结果表明:基于CNN-BLSTM的食品舆情实体关系抽取模型在食品舆情数据集上准确率比常用的几种深度神经网络模型高出8.7%~13.94%,验证了模型的合理性和有效性。     

基于熵权法集成异质分类器的窃电检测

针对传统检测模型仅通过单一方法进行窃电检测具有局限性且用电数据中存在类不平衡的问题,从集成学习的角度出发,本文提出一种基于熵权法融合异质分类器的窃电检测模型。首先,通过少数类样本合成过采样技术（synthetic minority oversampling technique,SMOTE）处理用电数据不平衡的问题,其次综合考虑个体分类器之间的多样性以及各自的检测性能和训练机理进行基分类器的优选,最后,引入信息熵的概念,基于各个基分类器分类结果的分散程度,计算其权重占比,并以该权重占比集成各基分类器的输出。实验结果表明,对比传统的窃电检测模型,本文所提模型在多项评价指标下表现较好,具有良好的检测性能。     

融入情感信息词向量的评论文本情感分析方法

为了解决分布式词表示方法因忽略词语情感信息导致情感分类准确率较低的问题,提出了一种融入情感信息加权词向量的情感分析改进方法。依据专属领域情感词典构建方法,结合词典和语义规则,将情感信息融入到TF-IDF算法中,利用Word2vec模型得到加权词向量表示方法,并运用此方法对采集到的河北省旅游景点的评论文本与对照组进行对比实验。结果表明,与基于分布式词向量表示的情感分析方法相比,采用融入情感信息加权词向量的改进方法进行情感分析,积极文本的准确率提高了6.1%,召回率提高了6.6%,F值达到了90.3%;消极评论文本的准确率提高了6.0%,召回率提高了7.2%,F值达到了89.6%。因此,融入情感信息加权词向量的情感分析改进方法可以有效提高评论文本情感分析的准确率,为用户获得更为准确的评论观点提供参考。     

融合情感词典的改进BiLSTM-CNN+Attention情感分类算法

传统机器学习和深度学习模型在处理情感分类任务时会忽略情感特征词的强度,情感语义关系单薄,造成情感分类的精准度不高。本文提出一种融合情感词典的改进型BiLSTM-CNN+Attention情感分类算法。首先,该算法通过融合情感词典优化特征词的权重;其次,利用卷积神经网络(CNN)提取局部特征,利用双向长短时记忆网络(BiLSTM)高效提取上下文语义特征和长距离依赖关系;再结合注意力机制对情感特征加成;最后由Softmax分类器实现文本情感预测。实验结果表明,本文提出的情感分类算法在精确率、召回率和F值上均有较大提升。相较于TextCNN、BiLSTM、LSTM、CNN和随机森林模型,本文方法的F值分别提高2.35%、3.63%、4.36%、2.72%和6.35%。这表明该方法能够充分融合情感特征词的权重,利用上下文语义特征,提高情感分类性能。该方法具有一定的学术价值和应用前景。     

基于BERT的因果关系抽取

针对传统关系抽取模型依赖特征工程等机器学习方法, 存在准确率较低且规则较繁琐等问题, 提出一种BERT+BiLSTM＋CRF方法. 首先使用BERT(bidirectional encoder representations from transformers)对语料进行预训练; 然后利用BERT根据上下文特征动态生成词向量的特点, 将生成的词向量通过双向长短期记忆网络（BiLSTM）编码; 最后输入到条件随机场（CRF）层完成对因果关系的抽取. 实验结果表明, 该模型在SemEval-CE数据集上准确率比BiLSTM+CRF+self-ATT模型提高了0.054 1, 从而提高了深度学习方法在因果关系抽取任务中的性能.     

加权指数损失下长短时记忆网络换道意图识别模型

针对车道变换意图识别中数据源单一,传统序列模型难以捕获长序列范围内换道意图且存在长期依赖问题,提出一种结合时间信息加权指数损失函数的长短时记忆(long short-term memory,LSTM)车辆换道意图识别模型.首先,利用驾驶模拟舱、眼动仪进行高速公路驾驶实验,采集车辆运行数据和驾驶员眼动数据;然后,基于LS...     

基于Softmax函数增强卷积神经网络—双向长短期记忆网络框架的交通拥堵预测算法

对交通状态进行预测,需要准确识别和判断交通状态。基于道路自身的自由流速度,将具有不同速度等级的街道统一以旅行时间指数(travel time index, TTI)作为拥堵评价,相较于以车辆速度为基准的传统预测方法更能表现出道路的拥堵状态。提出了一种改进的深度学习预测模型(CS-BiLSTM),该模型基于卷积神经网络(convolutional neural networks, CNN)和双向长短期记忆(bidirectional long short-term memory, BiLSTM),并结合Softmax函数增强CNN提取出的交通空间特征信息。最后以成都市出租车的全球定位系统(global positioning system, GPS)数据进行验证。结果表明,所提出的CS-BiLSTM模型具有更高的准确性,其性能相比CNN-BiLSTM网络预测框架提升了13%。     

基于卷积神经网络-双向长短期记忆网络的人体活动识别方法

针对人体活动传感器数据的时序性特点,以及当前机器学习算法过度依赖手工特征提取的问题,提出了一种融合卷积神经网络和双向长短期记忆网络的深度学习模型(convolutional neural network-bidirectional long short term memory network,CNN-BiLSTM)进行...