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【创新方案】超越单一网络:当CNN-LSTM遇上高阶统计与二叉树,调制识别SOTA?| MATLAB实现深度解析

实验结果表明,该方法在公开数据集上相较于纯CNN、LSTM及传统SVM方法,在低信噪比区间识别准确率提升10%~15%,同时具备更高的分类效率与可解释性。...现有深度学习方法的局限性:近年来,深度学习在AMC领域得到广泛应用,但仍存在明显短板: 纯CNN模型:擅长提取局部空间特征,但无法有效建模信号的时序演化特性,对相位连续变化的调制(如FSK、PSK...2.1 特征层:高阶累积量+瞬时特征,构造强判别性输入 深度学习模型的性能高度依赖输入特征的质量。...本文设计二叉树层次化分类器,根据调制方式的相似性构建树状决策结构,实现从粗到精的分类。...3.1 实验设置 数据集:RadioML2018.01A数据集包含11种常见调制方式(2ASK、4ASK、QPSK、8PSK、2FSK、4FSK、16QAM、64QAM等),信噪比范围为-20dB~18dB

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【MATLAB实战】融合CNN-LSTM与高阶特征的信号调制识别:一种深度学习分类新思路

CNN的优势就是提取局部空间特征,我这里还借鉴了ResNet的思想,通过短路连接解决深层网络的梯度消失问题,让特征提取更充分;而LSTM则擅长捕捉序列数据的时序依赖关系,能把CNN提取到的局部特征串联起来...数据预处理:将信号转换为适合输入的格式 首先我们要把原始的信号数据,转换成模型能识别的特征序列或特征图像。这里我选择将高阶累积量和瞬时特征组合成二维特征矩阵,作为CNN的输入。...构建CNN-LSTM混合模型(含ResNet短路连接+二叉树分类) 接下来是模型构建的核心代码,我们分三部分构建:CNN特征提取模块(含ResNet短路连接)、LSTM时序特征融合模块、二叉树分类输出模块...构建二叉树分类输出模块(以8种调制类型为例,拆解为3层二分类) % 第一层二分类:区分数字调制(1-4类)和模拟调制(5-8类) fc1 = fullyConnectedLayer(2, 'Name',...捕捉更长距离的时序依赖;3)扩大数据集的调制类型和信噪比范围,提升模型的泛化能力。

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    CNN-LSTM | 一种融合卫星-雨量站降水数据的时空深度融合模型

    (2)以“热带降雨测量任务”(TRMM)卫星降雨数据和中国雨量站资料为例,通过与卷积神经网络(CNN)、长短期记忆人工神经网络(LSTM)、多层感知人工神经网络(MLP)的模型比较,验证CNN-LSTM...图3.时空深度神经网络融合模型的框架 如图3所示,深度神经网络融合模型包括两个部分,即CNN空间特征提取模块和LSTM模块。...CNN空间特征提取模块主要是从卫星数据中提取与网格中心点的降水相关的特征向量。LSTM模块用于获取降水的时间相关性。...3,融合降水量的空间分布 在CNN-LSTM模型的基础上,制作了中国2001~2005年0.05°分辨率的日降水量资料集。(以图6作为说明) ?...根据CNN-LSTM深度融合模型,最终生成了一个卫星-雨量站的数据集,该数据集融合了我国2001年至2005年的日降水量,分辨率为0.05°。

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    CNN-LSTM、GRU、​XGBoost、LightGBM风电健康诊断、故障与中国银行股票预测应用实例

    p=41907 分析师:Duoming Zhu 在数据驱动决策的时代浪潮下,如何从海量时序数据中挖掘价值、构建高可靠性预测模型,成为数据科学家们亟待攻克的核心命题。...在风电健康诊断模块,我们整合 CNN-LSTM、GRU、XGBoost 与 LightGBM 等算法,从数据预处理、特征工程入手,构建了基于时间滑动窗口的故障预测系统,有效降低预警误报率,保障风电机组稳定运行...划分训练集和测试集 考虑到最终模型会预测将来的某时间段的温度,为了更真实的测试模型效果,以时间来切分训练集和测试集。具体做法如下:取时间列80%的数据为训练集,紧接着的20%作为测试集。...该模型首先利用卷积操作提取原始股票数据的深层特征,然后利用长短期记忆网络挖掘长期时间序列特征。...预训练模型是基于序列到序列框架的基于注意力机制的CNN-LSTM模型,该模型首先利用基于注意力机制的多尺度卷积来提取原始股票数据的深层特征,然后利用长短期记忆网络挖掘时间序列特征,最后采用XGBoost

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    Python TensorFlow的CNN-LSTM-GRU集成模型在边缘物联网数据IoT电动汽车充电站入侵检测应用

    )的集成模型:CNN负责提取网络流量的空间特征(如异常数据包结构),LSTM+GRU负责捕捉时序特征(如多步攻击序列),最终实现对“正常行为”与“DDoS、注入攻击、扫描攻击”等多类威胁的精准识别。...三、CNN-LSTM-GRU集成模型设计与实现1. 模型核心思路传统单一模型存在短板:CNN擅长空间特征提取但无法处理时序数据,LSTM/GRU能捕捉时序关系但对空间特征敏感度过低。...我们的集成模型通过“空间特征提取→时序特征分析→联合分类”的流程,实现优势互补(模型架构如图2)。...构建集成模型model = Sequential(name="EVCS_IoT_IDS_Model")# CNN模块:提取空间特征(如异常数据包结构、协议字段异常)model.add(Conv1D(filters...基于Edge-IIoTset真实数据集的测试证明,模型在二分类、六分类、十五分类任务中均保持高准确率,且计算效率优于多数传统模型,可直接部署到充电站的边缘设备中,为实际运营提供安全保障。

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    又是创新性拉满的高分思路!!

    因此它也是解决时间序列预测和其他序列数据处理任务的首选,关于它的研究在各大顶会上热度飞升,比如分类准确率近100%的CBLA模型等。...模型首先使用CNN提取输入数据的特征,然后将提取的数据输入到LSTM网络模型中,最后通过加入注意力机制来预测航空发动机的RUL。...在CNN-LSTM模型中引入了自注意力机制,使得LSTM组件在最终预测中更关注由CNN重构的特征中的重要部分。...采用预训练-微调框架,先通过Attention-based CNN-LSTM模型提取原始股票数据的深层特征,再利用XGBoost模型进行微调。...在网络输出端应用分位数回归,以处理数据中存在的不确定性。 采用经验小波变换(EWT)和Savitzky-Golay滤波器,以减少信号中的噪声并提取相关特征。

    4.2K20

    Python注意力机制Attention下CNN-LSTM-ARIMA混合模型预测中国银行股票价格|附数据代码

    视频 本文提出一种混合深度学习模型来预测股票价格。与传统的混合预测模型不同,本文所提模型将时间序列模型ARIMA与神经网络以非线性关系进行整合,结合了这两种基础模型的优势,提高了预测精度。...该模型首先利用卷积操作提取原始股票数据的深层特征,然后利用长短期记忆网络挖掘长期时间序列特征,最后采用XGBoost模型进行微调,从而能够充分挖掘多个时期的股票市场信息。...序列到序列模型是通过编码器 - 解码器架构构建的,这增强了LSTM通过含噪数据学习隐藏信息的能力。...该模型首先利用卷积操作提取原始股票数据的深层特征,然后利用长短期记忆网络挖掘长期时间序列特征。...预训练模型是基于序列到序列框架的基于注意力机制的CNN-LSTM模型,该模型首先利用基于注意力机制的多尺度卷积来提取原始股票数据的深层特征,然后利用长短期记忆网络挖掘时间序列特征,最后采用XGBoost

    2.2K10

    CNN+LSTM--一种运动想象分类新模型

    脑电图(EEG)的信噪比较低,因此如何从脑电图信号中提取特征并正确分类是BCI技术最重要的部分。传统上,通用空间模式(CSP)和支持向量机(SVM)用于对脑电图信号进行分类,并实现良好的分类结果。...与过去的 BCI 竞赛相比,解决了与实际 BCI 系统高度相关的新的挑战性问题,例如(数据集链接已附上): •无试验结构的连续脑电图分类(数据集 1)。...•受眼球运动伪影影响的 EEG 信号分类(数据‍集 2)。 •MEG 手腕运动方向的分类(数据集 3)。 •ECoG 中需要细粒度空间分辨率的歧视(数据集 4)。...本文采取了并行结构,基于脑电图的时空特征,构建了一个CNN-LSTM并行结构模型,如上图所示, CNN由一个输入层、一个一维卷积层、一个可分离的卷积层和2个扁平层组成。...此外,即使在嘈杂的数据集上,融合特征的准确性也高于其他算法,这表明使用融合特征的算法可以提取更多信息进行分类,并且对不同主体具有很强的适应性。

    4K72

    AI秒杀黑客:智能流量检测的终极指南

    采集到的数据需要进行预处理,包括数据清洗、特征提取和数据标准化等步骤,以便输入到机器学习模型中。 2. 特征工程 特征工程是AI流量检测的关键环节,直接影响检测效果。...主要的深度学习模型包括: 深度神经网络(DNN):通过多层神经元网络自动学习流量数据的深层特征,适合处理高维特征空间的流量分类问题。...例如,将特征工程与深度学习相结合,先用传统方法提取部分特征,再用深度学习模型学习深层特征;或者将多种深度学习模型进行集成,如CNN-LSTM混合模型,既能捕捉空间特征,又能处理时间依赖关系。...该企业决定部署AI驱动的DDoS防御系统,以提高防御能力。 实施方案 系统架构设计: 流量采集层:部署在企业网络边界,采集所有进出流量。 数据预处理层:对采集的流量进行清洗和特征提取。...使用CNN-LSTM混合模型进行训练,其中CNN用于提取流量的空间特征,LSTM用于捕捉时间依赖关系。 采用半监督学习方法,利用少量标记数据和大量未标记数据进行训练。

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    视频的行为识别「建议收藏」

    算法介绍 该篇论文[1]是双流方法的开山之作,论文所提出的网络使用以单帧RGB作为输入的CNN来处理空间维度的信息,使用以多帧密度光流场作为输入的CNN来处理时间维度的信息,并通过多任务训练的方法将两个行为分类的数据集联合起来...算法介绍 该篇文章[3]作者认识到视频需要更高维度的特征去表达,从而需要收集更多带标签的数据并进行大量的特征工程工作,其中一个解决思路是引入非监督学习去发现、表达视频结构可以节省给数据打标签的繁琐工作。...作者提出一个有效的视频描述子需要具有通用、全面、高效和易于实现四个特点,而本文正是用实验验证了3D卷积深度网络正是这样的描述子,卷积核是3x3x3特征提取效果最好,且使用简单的线性模型就可以在6个不同的...此外作者认为还有两处独特的贡献,一是在Sports-1M庞大数据集上以Scratch训练出了一个3D-CNN网络,二是可以使用有监督迁移学习的进行2D-CNN向3D-CNN的初始化,避免从Scratch...,视频基线如果用Sports-1M太大了,UCF101与ImageNet帧数相同,但又太小,容易过拟合;3) 视频分类模型的设计尤为重要,即如何对输入进行采样,如何预处理,哪种类型卷积核,卷积层设置成多少

    2.2K10

    人脸识别中的活体检测算法综述

    特征的传统方法说起,目标很明确,就是找到活体与非活体攻击的difference,然后根据这些差异来设计特征,最后送给分类器去决策。...是否也有微小区别,还待验证~ Anti-spoofing 2.0 时代 其实用 Deep learning 来做活体检测,从15年陆陆续续就有人在研究,但由于公开数据集样本太少,一直性能也超越不了传统方法...De-spoofing process[11] 那问题来了,数据集没有像素级别一一对应的 groundtruth,也没有Spoof Noise模型的先验知识(如果有知道Noise模型,可以用Live Face...从出来的图像来说,近红外图像对屏幕攻击的区分度较大,对高清彩色纸张打印的区分度较小。 从特征工程角度来说,方法无非也是提取NIR图中的光照纹理特征[15]或者远程人脸心率特征[16]来进行。...光场相机图 3.2 使用一次拍照的重聚焦图像[18] 原理是可以从两张重聚焦图像的差异中,估计出深度信息;从特征提取来说,真实人脸与非活体人脸的3D人脸模型不同,可提取差异图像中的 亮度分布特征+聚焦区域锐利程度特征

    2.8K20

    【机器学习】特征工程

    判别特征的重要性是对特征进行选择的预先指标,特征根据重要性被分配分数,然后根据分数不同进行排序,其中高分的特征被选择出来放入训练数据集。...对于表格式数据,可以使用主元素分析(Principal Component Analysis)、聚类等映射方法;对于图像数据,可以进行线(line)或边缘(edge)的提取;根据相应的领域,图像、视频和音频数据可以有很多数字信号处理的方法对其进行处理...特征构建需要花费大量的时间对实际样本数据进行处理,思考数据的结构,和如何将特征数据输入给预测算法。...对于表格数据,特征构建意味着将特征进行混合或组合以得到新的特征,或通过对特征进行分解或切分来构造新的特征;对于文本数据,特征够自己按意味着设计出针对特定问题的文本指标;对于图像数据,这意味着自动过滤,得到相关的结构...特征工程的流程 机器学习中数据的转换过程: 选择数据:收集整合数据,将数据规划化为一个数据集 预处理数据:对数据进行清洗、格式化、采样 转换数据:特征工程所在 对数据建模:构建模型、评估模型、调整模型

    2K50

    想搞机器学习,不会特征工程?

    2、特征的重要性 你可以客观的评价特征的实用性。判别特征的重要性是对特征进行选择的预先指标,特征根据重要性被分配分数,然后根据分数不同进行排序,其中高分的特征被选择出来放入训练数据集。...对于表格式数据,可以使用主元素分析(Principal Component Analysis)、聚类等映射方法;对于图像数据,可以进行线(line)或边缘(edge)的提取;根据相应的领域,图像、视频和音频数据可以有很多数字信号处理的方法对其进行处理...特征构建需要花费大量的时间对实际样本数据进行处理,思考数据的结构,和如何将特征数据输入给预测算法。...对于表格数据,特征构建意味着将特征进行混合或组合以得到新的特征,或通过对特征进行分解或切分来构造新的特征;对于文本数据,特征够自己按意味着设计出针对特定问题的文本指标;对于图像数据,这意味着自动过滤,得到相关的结构...特征工程流程 机器学习中数据的转换过程: 选择数据:收集整合数据,将数据规划化为一个数据集 预处理数据:对数据进行清洗、格式化、采样 转换数据:特征工程所在 对数据建模:构建模型、评估模型、调整模型

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    Python从0到100(八十七):CNN网络详细介绍及WISDM数据集模型仿真

    WISDM数据集是一个广泛用于运动估计研究的基准数据集,它包含了多个视频序列,每个序列都记录了摄像头在不同方向上移动时捕捉到的图像。...在本研究中,我们将探讨如何利用CNN来训练和优化WISDM数据集,以提高运动估计的准确性和鲁棒性。...此外,通过留一法或平均法分割数据集,可以为模型提供训练集和验证集,以评估模型性能。最后,通过Z分数标准化,可以提高模型对数据分布变化的鲁棒性。...推理时间是评估模型在实际应用中效率的重要指标,尤其是在需要实时响应的应用场景中。2.具体的训练过程1.数据集加载根据选择的数据集和模型,加载数据集,并进行必要的预处理。...2.模型实例化根据选择的模型,实例化一个模型对象,并将其移动到选定的设备上。3.创建数据加载器使用DataLoader创建训练和测试数据的加载器,允许在训练中以小批量方式加载数据。

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    万字综述,94篇论文分析股市预测的深度学习技术

    首先是处理输入数据,包括股票量价、图表和文本等数据;然后提取股票特征(例如:Alpha360);后续将从数据中提取的特征输入到深度学习模型中进行训练;最后分析训练得到的模型效果。...[85]提出了一种CNN-LSTM模型来预测股票日收盘价,其中CNN模型从10天历史数据时间序列中提取特征,而LSTM模型进行价格预测。...组合图像的行指示时间序列变化,而列指示将涉及并馈送到CNN-LSTM模型中的特征。 图形神经网络GNN GNN(图5c)是一种以图的形式处理数据的人工神经网络。...当根据模型输入要素进行分类时,数据集大致由两组数据组成,即内部数据和外部数据。内在数据主要是从股票数据本身挖掘出来的信息,包括历史股价、财务指数和其他技术分析数据。...模型输入基于预测目标和数据集构成对输入特征进行提取和组织,大致可分为四组:时间序列、文本、知识图等。

    4.6K21

    27%年化回报率的深度趋势跟踪策略

    动量策略是一种根据趋势跟踪的规则来利用时间序列特征的方法,但对于如何确定趋势的规模以获取所期望的风险溢价并没有统一的定义。 三....在这个实验中,选择了回撤为10%来构建目标。通过这种方法将数据分为上升趋势和下降趋势。下面是该方法的伪代码: 3.2 输入特征提取 从机器学习的角度来看,技术指标是一种快速扩展特征空间的有用方法。...3.3 网络模型 如上图所示,本文提出了一种混合的CNN和LSTM深度学习模型,用于分类股票价格的趋势。这个模型结合了CNN模型提取空间特征的方法和LSTM模型提取时间序列特征的方法。...模型包括两个1D卷积层,用于提取空间特征,和一个LSTM层,用于提取时间序列特征。我们还使用池化层和全连接层来进一步处理和组合特征。最后,我们使用sigmoid激活函数生成最终的分类输出。...总结展望 本文提出了一个基于深度CNN-LSTM模型的趋势跟随策略,通过引入一个新的趋势分类算法,我们的模型能够稳定地识别上升趋势。

    1.5K52

    深度学习时间序列分类的综述!

    编码器LSTM接收任意长度的输入时间序列并提取关键信息,解码器LSTM基于这些信息构建固定长度的序列,这些序列作为自动提取的分类特征,为时间序列的准确分类提供支持。...Guan通过在每个训练时期保存模型,然后根据验证集的结果选择最佳数量的模型,创建了一个集成LSTM模型,以减少模型的方差。 4.1.3 混合模型 最近的研究主要集中在混合模型上,结合CNN和RNN。...Mekruksavanich比较了4层的CNN-LSTM模型与小模型,发现额外卷积层可提高性能。Chen等人的模型使用并行1D-CNN,每个有不同卷积核和池化大小,提取与不同类型活动相关的特征。...如何设计最佳的网络架构:深度学习模型需要更适应时间序列数据的特点,以提升时间序列分类模型的性能。...构建大型通用标签数据集:时间序列分类领域目前缺乏一个大型通用标签数据集,为了有效评估时间序列分类深度学习模型,迫切需要构建一个时间序列大型通用标签数据集。

    5.6K10

    自监督学习(Self-supervised Learning)

    Backbone之所以有效是因为我们将其事先在Imagenet等数据集上进行了预训练,所以具有很强的特征提取能力。...在这里,一个带标签的大数据集(比如Imagenet)是至关重要的,但如果我们在面临一个没有大量标注数据的新领域新任务时,要如何提升模型的特征提取能力呢? 自监督学习的出现回答了这个问题!...,来提升模型的特征提取能力(PS:这里获取的监督信息不是指自监督学习所面对的原始任务标签,而是构造的辅助任务标签)。...常见的辅助任务主要分为以下三类: a、单词预测(Word prediction) 通过随机删去训练集句子中的单词来构造辅助任务训练集和标签,来训练网络预测被删去的单词,以提升模型对于语序特征的提取能力。...可以根据无监督模型获得目标跟踪框,然后让网络学习同一目标和不同目标在不同帧中的相似性判别来提升特征提取能力 三、总结 以上介绍的主要为自监督学习中一些比较经典的辅助任务设计,在实际的任务中,如何根据自己的数据特点来设计有效辅助任务是自监督学习的关键

    5.9K21

    从零到一构建AI项目实战教程第三篇:数据处理与预处理

    在人工智能项目中,数据是模型的“食粮”,其质量和处理方式直接决定了最终模型的性能。数据处理与预处理阶段是整个项目流程中至关重要的一环,它涉及数据的收集、清洗、转换、特征提取和归一化等一系列操作。...数据类型转换:确保数据集中的数据类型与模型要求一致,如将字符串类型转换为数值类型(如日期字符串转换为时间戳),或将分类变量转换为数值编码(如独热编码、标签编码)。...三、数据转换与特征提取特征选择:根据业务逻辑和模型需求,从原始数据中筛选出对预测目标有影响的特征。可以使用相关性分析、互信息、递归特征消除等方法进行特征选择。...特征构造:根据业务逻辑和数学原理,构造新的特征以提高模型的预测能力。例如,可以基于时间特征构造时间差、时间窗口等特征。特征编码:对于分类特征,需要进行编码以转换为数值形式。...接下来,我们将进入模型选择与构建阶段,探讨如何选择合适的模型和算法,并构建出性能优良的AI模型。

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