基于深度学习的PD致病基因活性预测

帕金森病PD(Parkinson’s disease)是一种神经性系统疾病,多发于中老年人。目前,该病情的病因和发病机制尚不明确,但根据多国临床试验数据统计与分析,PINKs基因是影响整个PD发病的重要原因之一。针对该基因的活性结构数据进行研究,提出基于深度学习的深度信念网络(DBN)与稀疏自编码(SAE)预测方法。该算法能通过深层网络特征单元自动学习到适合分类器分类的高层非线性组合特征,并将这些高层次特征输入到分类器中进行数据分析。实验结果表明,DBN算法的平均预测精度较SVM与ANN分别提高了28.04%、18.84%;SAE算法的平均预测精度较SVM与ANN分别提高了23.51%、14.31%。所以,提出的基于深度学习的PINKs活性预测方法具有较高的预测精度和稳定性,与理论分布也较为相吻合,适用于该基因活性的研究与探讨。     

基于深度学习的短时交通流预测

针对现有预测方法未能充分揭示交通流内部的本质规律,提出了一种基于深度学习的短时交通流预测方法。该方法结合深度信念网路模型（DBN）与支持向量回归分类器（SVR）作为预测模型,利用差分去除交通流数据的趋势向,用深度信念网络模型进行交通流特征学习,在网络顶层连接支持向量回归模型进行流量预测。实际交通流数据测试结果表明：文中提出的预测模型与传统预测模型相比,具有更高的预测精度,预测性能提高了18.01%,是一种有效的交通流预测方法。     

基于深度学习的轨道交通客流量预测模型

为提升客流量预测精度,提出基于深度学习的轨道交通客流量预测模型。首先,通过自助站台系统收集乘客的进出站信息。其次,初步处理数据,包括数据清洗、归一化整理。最后,整合不同模型中的客流量数据,以揭示它们之间的相关性。基于深度学习中的卷积神经网络算法,构建了一种新型的轨道交通客流量预测模型,该模型利用历史客流数据进行训练,并能够自动学习数据中的复杂特征和规律,从而精准预测未来客流量变化。实验结果显示,所设计的模型精度达到89.91%,表明新模型在客流量预测准确性方面取得了显著的提升。     

基于堆叠稀疏自动编码器的手写数字分类

将稀疏自动编码器(Sparse Autoencoder,SAE)模型应用于数字识别中,并通过多个稀疏自动编码器的堆叠构建了深度网络,采用非监督贪婪逐层训练算法(Greedy Layer-Wise Unsupervised Learning Algorithm)初始化网络权重,使用反向传播算法优化网络参数。利用堆叠稀疏自动编码器学习数字图像的特征,使用softmax分类器进行数字分类。经实验证明,与其它浅层学习模型对比,深度网络不仅进一步学习了数据的高层特征,同时还降低了特征维数,提高了分类器的分类精度,最终改善了手写数字的分类效果。     

改进的基于深度学习的遥感图像分类算法

针对传统的基于深度学习的遥感图像分类算法未能有效融合多种深度学习特征，且分类器性能欠佳的问题，提出一种改进的基于深度学习的高分辨率遥感图像分类算法。首先，设计并搭建一个七层卷积神经网络；其次，将高分辨率遥感图像样本输入到该网络中进行网络训练，得到最后两个全连接层输出作为遥感图像两种不同的高层特征；再次，针对该网络第五层池化层输出，采用主成分分析（PCA）进行降维，作为遥感图像的第三种高层特征；然后，将上述三种高层特征通过串联的形式进行融合，得到一种有效的基于深度学习的遥感图像特征；最后，设计了一种基于逻辑回归的遥感图像分类器，可以对遥感图像进行有效分类。与传统基于深度学习的遥感图像分类算法相比，所提算法分类准确率有较高提升。实验结果表明，该算法在分类准确率、误分类率和Kappa系数上表现优异，能实现良好的分类效果。     

基于深度去噪核映射的长期预测模型

针对最小二乘支持向量机核函数结构较浅对其长期预测模型精度的限制,采用深度学习中逐层特征提取的思想,提出基于深度去噪核映射的最小二乘支持向量机长期预测模型.该模型通过深度核网络的逐层变换,将样本数据映射到深度特征空间,从而有效提高其长期预测的精度.此外,为了提高模型对含高噪声数据的拟合性能,将去噪算法融入深度核网络的训练过程中,并通过反向传播算法对核网络参数进行整体微调.标准数据集及实际工业数据的仿真实验结果表明,所提方法能够有效提取数据中蕴含的特征信息,提高预测模型的精度.     

基于深度自编码网络的软件缺陷预测方法

软件缺陷预测是提升软件质量的有效方法,而软件缺陷预测方法的预测效果与数据集自身的特点有着密切的相关性。针对软件缺陷预测中数据集特征信息冗余、维度过大的问题,结合深度学习对数据特征强大的学习能力,提出了一种基于深度自编码网络的软件缺陷预测方法。该方法首先使用一种基于无监督学习的采样方法对6个开源项目数据集进行采样,解决了数据集中类不平衡问题;然后训练出一个深度自编码网络模型。该模型能对数据集进行特征降维,模型的最后使用了三种分类器进行连接,该模型使用降维后的训练集训练分类器,最后用测试集进行预测。实验结果表明,该方法在维数较大、特征信息冗余的数据集上的预测性能要优于基准的软件缺陷预测模型和基于现有的特征提取方法的软件缺陷预测模型,并且适用于不同分类算法。     

基于深度学习算法的高分辨率无人机遥感图像自动分割

高分辨率无人机遥感图像自动分割对于图像的目标识别与检测具有重要意义,为提升图像分割精度,提出基于深度学习算法的高分辨率无人机遥感图像自动分割方法。采用直方图均衡化算法增强遥感图像后,构建基于编/解码器架构的深度学习网络语义分割模型,针对增强后的图像,在编码环节中引入残差模块强化对分割目标有效的特征;在解码环节中,采用多尺度融合模块将低层特征的局部细节信息和高层特征的语义信息相融合。同时针对遥感图像内地物类别不均衡的现象,以带权重的交叉熵为模型损失函数,克服模型选择偏好问题,提升模型分割精度。实验结果显示该方法可准确分割遥感图像内不同类型目标,分割精度达到95%以上。     

融合深度学习与集成学习的用户离网预测

随着国内通信市场逐渐饱和, 电信运营商之间的竞争日趋激烈. 用户流失预测已成为电信运营商最关注的问题之一. 本文提出一种基于多模型融合的方法创建用户离网预测模型. 首先, 将原始训练数据经过有放回采样和正负样本平衡得到多份不同的训练数据; 然后, 利用多份不同的训练数据使用集成学习与深度学习算法训练得到多个基础模型; 最终, 将多个基础模型进行融合形成高层模型. 实验结果表明, 融合模型在各类用户测试集上的表现均优于基础模型, 具有实际生产应用价值.     

Gabor特征与深度信念网络结合的人脸识别方法

提出了一种基于Gabor特征和深度信念网络(DBN)的人脸识别方法,通过提取Gabor人脸图像的不同尺度图进行卷积融合,将融合后的特征图作为DBN的输入数据,训练多层来获得更加抽象的特征表达,整个训练的过程中采用交差熵来微调DBN,模型的最顶层结合Softmax回归分类器对抽取后的特征进行分类.在AR人脸库测试的实验结果表明:将Gabor特征与DBN结合应用于人脸识别,其准确率可高达92.7％,与其他浅层学习模型相比,DBN学习了数据的高层特征的同时还降低了特征维数,提高了分类器的分类精度,最终有效改善了人脸识别率.     

深度学习加速技术研究

深度学习是近年来机器学习的研究热点,并已广泛应用于不同领域. 但由于训练模型复杂和训练集规模庞大等原因导致的深度学习性能问题已成为其发展的一大阻碍. 近年来计算机硬件的快速发展,尤其是处理器核数的不断增加和整体运算能力的快速提高,给深度学习加速提供了硬件基础,然而其训练算法并行度低和内存开销巨大等问题使得加速研究工作困难重重. 首先介绍了深度学习的背景和训练算法,对当前主要的深度学习加速研究工作进行归纳总结. 在此基础上,对经典的深度学习模型进行性能测试,分析了深度学习及并行算法的性能问题. 最后,对深度学习的未来发展进行了展望.     

改进聚类的深度神经网络压缩实现方法

深度神经网络通常是过参数化的,并且深度学习模型存在严重冗余,这导致了计算和存储的巨大浪费.针对这个问题,本文提出了一种基于改进聚类的方法来对深度神经网络进行压缩.首先通过剪枝策略对正常训练后的网络进行修剪,然后通过K-Means++聚类得到每层权重的聚类中心从而实现权值共享,最后进行各层权重的量化.本文在LeNet,AlexNet和VGG-16上分别进行了实验,提出的方法最终将深度神经网络整体压缩了30到40倍,并且没有精度损失.实验结果表明通过基于改进聚类的压缩方法,深度神经网络在不损失精度的条件下实现了有效压缩,这使得深度网络在移动端的部署成为了可能.     

基于最优查询的多领域deep Web爬虫*

Deep Web信息通过在网页搜索接口提交查询词获得。通用搜索引擎使用超链接爬取网页,无法索引deep Web数据。为解决此问题,介绍一种基于最优查询的deep Web爬虫,通过从聚类网页中生成最优查询,自动提交查询,最后索引查询结果。实验表明系统能自动、高效地完成多领域deep Web数据爬取。     

基于深度学习的故障检测方法

针对传统故障诊断方法中特征提取技术难度大、故障样本获取困难等问题,在深度学习计算框架下提出了一种半监督训练的故障检测方法,利用深度信念网络中的受限波茨曼机堆栈结构实现了数据高层特征的自动提取,结合支持向量数据描述方法实现了异常数据检测,只需利用正常工况的数据样本进行网络训练和模型拟合,无需故障样本数据,也无需人工干预进行信号特征提取,即能实现对故障数据进行的实时检测和判别;经采用标准轴承实验数据的三组故障数据进行验证,故障识别率达到100%,具有很强的工程应用价值。     

基于改进深度信念网络的电力欠费预警研究

"先使用,后付费"的营销方式导致电网公司电费回收不到位,难以支撑正常运转和获得基本效益。为了解决电力欠费对电网公司的不利影响,论文提出电力欠费预警智能预测的研究方法。将电费回收分为时间和金额两部分,结合相应的关联指标,建立参数自适应的深度信念网络,通过深度学习和训练对电力欠费情况精准预测。实验结果表明,与BP神经网络相比,深度信念网络更能准确预测出用户电费回收的未来情况,有效辅助电力企业制定用电和电费预警策略。     

基于深度行为分析的网络安全态势感知技术

文章讨论网络安全态势感知技术,使用自适应权重聚类算法得到网络行为分析的聚类结果,且在分析时通过将加权距离优化,保证类间差异最大化.将网络行为分析的聚类结果输入到基于NAWL-ILSTM的网络安全态势感知模型中,通过长短期记忆网络和优化器方法改进Nadam的优化算法(NAWL),共同进行深度学习,得出网络安全态势感知结果...     

基于轻量级深层卷积神经网络的花卉图像分类系统

为解决深层卷积神经网络（Deep convolutional neural network, DCNN）模型在算力弱、存储成本高的AI边缘计算设备上难以高效应用的现实问题,本文利用重量级网络辅助训练轻量级网络,设计了一种基于轻量级神经网络的花卉图像分类系统。首先利用重量级DCNN并结合迁移学习、爬虫技术与最大连通区域分割方法,构建了适用于轻量级网络训练的扩充花卉数据集。然后基于Tiny-darknet与Darknet-reference两种网络及扩充后的花卉数据集训练得到两种面向弱算力设备的轻量级DCNN模型。训练得到的两种花卉分类网络在Oxford102花卉数据集上的平均分类准确率可达98.07%与98.83%,模型大小分别为4 MB与28 MB,在AI边缘计算设备中具有较好的应用前景。     

深度强化学习算法在智能军事决策中的应用

深度强化学习算法能够很好地实现离散化的决策行为,但是难以运用于高度复杂且行为连续的现代战场环境,同时多智能体环境下算法难以收敛。针对这些问题,提出了一种改进的深度确定策略梯度（DDPG）算法,该算法引入了基于优先级的经验重放技术和单训练模式,以提高算法收敛速度;同时算法中还设计了一种混合双噪声的探索策略,从而实现复杂且连续的军事决策控制行为。采用Unity开发了基于改进DDPG算法的智能军事决策仿真平台,搭建了蓝军步兵进攻红军军事基地的仿真环境,模拟多智能体的作战训练。实验结果显示,该算法能够驱动多作战智能体完成战术机动,实现绕过障碍物抵达优势区域进行射击等战术行为,算法拥有更快的收敛速度和更好的稳定性,可得到更高的回合奖励,达到了提高智能军事决策效率的目的。     

基于深度学习的目标视频跟踪算法综述

深度学习理论在计算机视觉中的应用日趋广泛,在目标分类、检测领域取得了令人瞩目的成果,但是深度学习理论在目标跟踪领域的早期应用中,由于存在跟踪时只有目标为正样本,缺乏数据支持,对位置信息依赖程度高等问题,因而应用效果并不理想,传统方法仍占据主流地位.近年来,随着技术的不断发展,深度学习在目标跟踪方向取得了长足的进步.本文首先介绍了目标跟踪技术的基本概念和主要方法,然后针对深度学习在目标跟踪领域的发展现状,从基于深度特征的目标跟踪和基于深度网络的目标跟踪两方面重点阐述了深度学习在该领域的应用方法,并对近期较为流行的基于孪生网络的目标跟踪进行了详细介绍.最后对近年来深度学习在目标跟踪领域取得的成果,以及未来的发展方向作了总结和展望.     

基于随机Dropout深度信念网络的移动用户行为识别方法

针对移动用户行为识别模型中存在过度拟合导致泛化性差的问题,提出一种基于随机Dropout深度信念网络DBN(Deep Belief Network)的移动用户行为识别方法,该方法通过随机更改Dropout算法中的概率参数,减少隐层单元的网络节点数,优化每次训练的网络权值,以提高行为识别的准确率和样本较少时的泛化能力。实验结果表明,加入随机Dropout的网络对静止、散步、跑步、上楼及下楼五种行为的平均识别准确率可达94.23%,相对于传统的DBN识别方法,准确率提高了4.57%。