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专利号: 2018104332659
申请人: 中国地质大学(武汉)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种无监督稀疏参数学习的超限学习机分类方法,其特征在于,包含以下步骤:S1:随机生成初始超限学习机稀疏自编码机网络输入参数,获取训练样本数据,对超限学习机稀疏自编码机的网络输出参数进行无监督参数学习,获得学习后的稀疏自编码机网络输出参数ω;

S2:利用步骤S1中所述稀疏自编码机网络输出参数ω进行转置得到ωT作为超限学习机的网络输入参数,计算所述训练样本数据在超限学习机隐含层神经元中的特征映射,通过T正则化最小二乘目标函数获得网络输出参数 通过参数ω ,和 构建无监督稀疏参数学习的超限学习机模型,模型表达式为 其中,g(·)为激活函数,为超限学习机模型隐含层的输出矩阵,为隐含层阈值, 为超限学习机网络输出参数,Y为输出的训练样本数据的类标信息。

2.根据权利要求1所述一种无监督稀疏参数学习的超限学习机分类方法,其特征在于,还包括获取测试样本数据Xtest,利用步骤S2中所述的无监督稀疏参数学习的超限学习机模型网络参数ωT,和 对测试样本数据进行计算,获得输出的测试样本数据预测的类标信息f(Xtest),其中 根据分类精度对输出的测试样本数据预测的类标信息进行评价。

3.根据权利要求1所述一种无监督稀疏参数学习的超限学习机分类方法,其特征在于,步骤S1包含以下步骤:S11:随机生成初始超限学习机稀疏自编码机网络输入参数,获取输入训练样本数据X,计算获取超限学习机稀疏自编码机模型的隐含层输出矩阵 超限学习机稀疏自编码机的网络输出参数的学习问题表示为:Oω=p(ω)+q(ω);其中, 为损失函数, 为L1范数约束,隐含层输出为 网络输出参数为ω;

S12:计算损失函数p(w)的梯度 的利普希茨常数γ:j从1开始执行下述步骤S121至S123,直至j达到预设的阈值:S121、初始化z1=ω0,t1=1,计算系数 计算参数

S122、获取网络输出参数ωj=sγ(zj),其中

S123、将j更新为j+1。

4.根据权利要求1所述一种无监督稀疏参数学习的超限学习机分类方法,其特征在于,步骤S2包含以下步骤:S21:利用步骤S1中所述稀疏网络输出参数ω进行转置得到ωT,作为超限学习机的网络输入参数,并计算得到隐含层阈值 i=1,2,...,L,其中,L为所述超限学习机网络模型的隐含层神经元个数;

S22:采用输入参数ωT和隐含层阈值 构建超限学习机模型: 其中g(·)为激活函数, 为隐含层输出矩阵,Y为输出的训练样本数据的类标信息;

S23:建立正则化最小二乘估计函数求解 可得

其中, 为损失函数, 为惩罚项,C为损失函数和惩罚项的平衡系数,根据训练样本个数N与超限学习机隐含层神经元个数L的关系,得到T

从而得到可以用参数ω,和 定达无监督稀疏参数学习的超限学习机模型。

5.一种无监督稀疏参数学习的超限学习机分类系统,其特征在于,包含以下模块:超限学习机的稀疏自编码机输出参数学习模块,用于获取训练样本数据,对超限学习机稀疏自编码机的网络输出参数进行无监督参数学习,获得学习后的稀疏自编码机网络输出参数的ω;

构建超限学习机模型模块,用于将稀疏自编码机网络输出参数ω进行转置得到ωT作为超限学习机的网络输入参数,计算所述训练样本数据在超限学习机隐含层神经元中的特征映射,通过正则化最小二乘目标函数获得网络输出参数 通过参数ωT,和 构建无监督稀疏参数学习的超限学习机模型,模型表达式为 其中,g(·)为激活函数, 为超限学习机模型隐含层的输出矩阵,为隐含层阈值,为超限学习机网络输出参数,Y为输出的训练样本数据的类标信息。

6.根据权利要求5所述一种无监督稀疏参数学习的超限学习机分类系统,其特征在于,还包括数据分类评价模块,用来获取测试样本数据Xtest,利用无监督稀疏参数学习的超限学习机模型网络参数ωT,和 对测试样本数据进行计算,获得输出的测试样本数据预测的类标信息f(Xtest),其中 根据分类精度对输出的测试样本数据预测的类标信息进行评价。

7.根据权利要求5所述一种无监督稀疏参数学习的超限学习机分类系统,其特征在于,超限学习机的稀疏自编码机参数学习模块包含以下子模块:超限学习机稀疏自编码机的网络输出参数学习模块,用于随机生成初始超限学习机稀疏自编码机网络输入参数,获取输入训练样本数据X,计算获取超限学习机稀疏自编码机模型的隐含层输出矩阵 超限学习机稀疏自编码机的网络输出参数的学习问题表示为:Oω=p(ω)+q(ω);其中, 为损失函数, 为L1范数约束,隐含层输出为 网络输出参数为ω;

网络输出参数ω计算模块,用于计算损失函数p(w)的梯度 的利普希茨常数γ:j从1开始执行下述操作,直至j达到预设的阈值:初始化z1=ω0,t1=1,计算系数 汁算参数

网络输出参数ωj=sγ(zj),其中

将j更新为j+1。

8.根据权利要求5所述一种无监督稀疏参数学习的超限学习机分类方法,其特征在于,构建超限学习机模型模块包含以下子模块:超限学习机网络输入参数及隐含层阈值确定模块:用于利用所述稀疏网络输出参数ω进行转置得到ωT,作为超限学习机的网络输入参数,并计算得到隐含层阈值 i=1,2,...,L,其中,L为所述超限学习机网络模型的隐含层神经元个数;

建立超限学习机模型模块:用于采用输入参数ωT和隐含层阈值 构建超限学习机模型: 其中 g(·)为激活函数, 为隐含层输出矩阵,Y为输出的训练样本数据的类标信息;

求解模型参数模块:用于建立正则化最小二乘估计函数求解 可得其中, 为损失函数, 为惩罚项,C为损失函数和惩罚项的平衡系数,根据训 练 样 本 个 数 N 与 超 限 学 习 机 隐 含 层 神 经 元 个 数 L 的 关 系 ,得 到从而得到可以用参数ωT,和 表达无监督稀疏参数学习的超限学习机模型。