使用神经网络提取模式

Haz*_*Haz 5 pattern-recognition neural-network deep-learning

我试图提取每当特定事件发生时总是出现的常见模式。

例如,患者 A、B 和 C 都患有心脏病。我想利用那里的脉搏读数找到心脏病发作之前的常见模式。

在下一阶段,我想使用多个维度来做到这一点。例如,使用患者脉搏、体温和血压的读数,考虑到每个维度之间的时间和顺序,三个维度中发生的常见模式是什么。

使用神经网络解决此问题的最佳方法是什么?哪种类型的网络最好?(只需要一些指向正确方向的指示)

感谢大家的阅读

kta*_*lik 4

所描述的问题看起来像时间序列预测问题。这意味着对某些现有过程产生的连续或离散现象的基本预测问题。作为这个问题的原始数据,我们将有一系列样本x(t)、x(t+1)、x(t+2)、...,其中 x() 表示所考虑过程的输出,t 表示某个任意时间点。

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对于人工神经网络解决方案,我们将考虑时间序列预测,其中我们将原始数据组织成新的序列。您应该知道,我们将 X 视为将在 ANN 学习中使用的输入向量矩阵。对于时间序列预测,我们将根据以下模式构建一个新集合。

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在最基本的形式中,您的输入向量 x 将是在任意位置获取的样本序列 (x(tk), x(t-k+1), ..., x(t-1), x(t))时间点 t,附加来自时间点 tk、t-k+1、...、t-1 的前驱样本。您应该像这样为每个可能的时间点 t 生成每个示例。

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但关键是对数据进行预处理,以便我们得到最好的预测结果。

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假设您的数据(现象)是连续的,您应该考虑应用一些采样技术。您可以从一些简单的采样周期 Δt 的实验开始,但还有更强大的方法。例如,请参见Nyquist\xe2\x80\x93Shannon 采样定理,其中关键思想是允许从离散 x(Δt) 样本中恢复连续 x(t)。当我们考虑到我们可能期望我们的人工神经网络这样做时,这是合理的。

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假设您的数据是离散的......您仍然应该需要尝试采样,因为这将加快您的计算速度并可能提供更好的概括。但关键的建议是:做实验!因为最好的架构取决于数据,并且还需要正确地预处理它们。

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接下来是网络输出层。从你的问题来看,这似乎是一个二元类预测。但也许更广泛的预测向量值得考虑?如何预测所考虑样本的未来,即 x(t+1)、x(t+2) 并尝试不同的范围(未来的长度)?

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进一步阅读:

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  1. 有人在这里提到了Python。这里有一些关于 Keras 时间序列预测的好教程:Victor Schmidt、Keras 循环教程、深度学习教程
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  3. 如果您需要一些真实的例子,这篇论文很好:Fessant、Francoise、Samy Bengio 和 Daniel Collobert。“使用不同的神经网络模型预测太阳活动。” 地球物理学年鉴。卷。14.第1号,1996年。
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