JCR一区 | Matlab实现1D-2D-GASF-CNN-BiLSTM-MATT的多通道输入数据分类预测

2024-05-13 08:28
文章标签 matlab 数据 实现 输入 分类 cnn 预测 多通道 2d bilstm 一区 1d jcr matt gasf

本文主要是介绍JCR一区 | Matlab实现1D-2D-GASF-CNN-BiLSTM-MATT的多通道输入数据分类预测，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

JCR一区 | Matlab实现1D-2D-GASF-CNN-BiLSTM-MATT的多通道输入数据分类预测

目录

    • JCR一区 | Matlab实现1D-2D-GASF-CNN-BiLSTM-MATT的多通道输入数据分类预测
      • 分类效果
      • 基本介绍
      • 程序设计
      • 参考资料

分类效果

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

基本介绍

Matlab实现1D-2D-GASF-CNN-BiLSTM-MATT的多通道输入数据分类预测；

数据准备：准备原始的序列数据，并将其转换为格拉姆矩阵的GASF矩阵表示。这将为每个时间步创建一个GASF图像。

2D卷积神经网络（CNN）：将GASF矩阵作为输入，使用2D卷积神经网络来提取图像特征。CNN会在每个GASF图像上进行卷积和池化操作，以学习到图像中的空间模式和结构信息。这将生成一组一维向量作为CNN特征。

双向卷积神经网络（BiLSTM）和多头注意力机制：将原始鸢尾花数据输入到BiLSTM中以捕捉时间序列的依赖关系。BiLSTM将提取时间序列的特征向量。在这个过程中，还使用了多头注意力机制来融合BiLSTM的输出。最终，一组一维向量被生成作为BiLSTM特征。

特征融合：将CNN提取的特征向量和BiLSTM提取的特征向量进行融合，可以使用简单的连接操作将它们合并为一个更综合的特征向量。

全连接层和Softmax分类器：将融合的特征向量输入到全连接层中，该层可以学习到特征之间的非线性关系。最后，通过Softmax分类器进行分类，将特征映射到不同的类别。

这个流程结合了GASF矩阵、CNN、BiLSTM和多头注意力机制，以实现多通道图像时序融合的分类任务。具体的实现细节和模型架构可以根据您的需求和数据进行调整和优化。

程序设计

  • 完整程序和数据获取方式私信博主回复Matlab实现1D-2D-GASF-CNN-BiLSTM-MATT的多通道输入数据分类预测。
fullyConnectedLayer(classnum,'Name','fc12')softmaxLayer('Name','softmax')classificationLayer('Name','classOutput')];lgraph = layerGraph(layers1);layers2 = [imageInputLayer([size(input2,1) size(input2,2)],'Name','vinput')  flattenLayer(Name='flatten2')bilstmLayer(15,'Outputmode','last','name','bilstm') dropoutLayer(0.1)        % Dropout层，以概率为0.2丢弃输入reluLayer('Name','relu_2')selfAttentionLayer(2,2,"Name","mutilhead-attention")   %Attention机制fullyConnectedLayer(10,'Name','fc21')];
lgraph = addLayers(lgraph,layers2);
lgraph = connectLayers(lgraph,'fc21','add/in2');plot(lgraph)%% Set the hyper parameters for unet training
options = trainingOptions('adam', ...                 % 优化算法Adam'MaxEpochs', 1000, ...                            % 最大训练次数'GradientThreshold', 1, ...                       % 梯度阈值'InitialLearnRate', 0.001, ...         % 初始学习率'LearnRateSchedule', 'piecewise', ...             % 学习率调整'LearnRateDropPeriod',700, ...                   % 训练100次后开始调整学习率'LearnRateDropFactor',0.01, ...                    % 学习率调整因子'L2Regularization', 0.001, ...         % 正则化参数'ExecutionEnvironment', 'cpu',...                 % 训练环境'Verbose', 1, ...                                 % 关闭优化过程'Plots', 'none');                    % 画出曲线
%Code introduction
if nargin<2error('You have to supply all required input paremeters, which are ActualLabel, PredictedLabel')
end
if nargin < 3isPlot = true;
end%plotting the widest polygon
A1=1;
A2=1;
A3=1;
A4=1;
A5=1;
A6=1;a=[-A1 -A2/2 A3/2 A4 A5/2 -A6/2 -A1];
b=[0 -(A2*sqrt(3))/2 -(A3*sqrt(3))/2 0 (A5*sqrt(3))/2 (A6*sqrt(3))/2 0];if isPlotfigure   plot(a, b, '--bo','LineWidth',1.3)axis([-1.5 1.5 -1.5 1.5]);set(gca,'FontName','Times New Roman','FontSize',12);hold on%grid
end% Calculating the True positive (TP), False Negative (FN), False Positive...
% (FP),True Negative (TN), Classification Accuracy (CA), Sensitivity (SE), Specificity (SP),...
% Kappa (K) and F  measure (F_M) metrics
PositiveClass=max(ActualLabel);
NegativeClass=min(ActualLabel);
cp=classperf(ActualLabel,PredictedLabel,'Positive',PositiveClass,'Negative',NegativeClass);CM=cp.DiagnosticTable;TP=CM(1,1);FN=CM(2,1);FP=CM(1,2);TN=CM(2,2);CA=cp.CorrectRate;SE=cp.Sensitivity; %TP/(TP+FN)SP=cp.Specificity; %TN/(TN+FP)Pr=TP/(TP+FP);Re=TP/(TP+FN);F_M=2*Pr*Re/(Pr+Re);FPR=FP/(TN+FP);TPR=TP/(TP+FN);K=TP/(TP+FP+FN);[X1,Y1,T1,AUC] = perfcurve(ActualLabel,PredictedLabel,PositiveClass); %ActualLabel(1) means that the first class is assigned as positive class%plotting the calculated CA, SE, SP, AUC, K and F_M on polygon
x=[-CA -SE/2 SP/2 AUC K/2 -F_M/2 -CA];
y=[0 -(SE*sqrt(3))/2 -(SP*sqrt(3))/2 0 (K*sqrt(3))/2 (F_M*sqrt(3))/2 0];if isPlotplot(x, y, '-ko','LineWidth',1)set(gca,'FontName','Times New Roman','FontSize',12);
%     shadowFill(x,y,pi/4,80)fill(x, y,[0.8706 0.9216 0.9804])
end%calculating the PAM value
% Get the number of vertices
n = length(x);
% Initialize the area
p_area = 0;
% Apply the formula
for i = 1 : n-1p_area = p_area + (x(i) + x(i+1)) * (y(i) - y(i+1));
end
p_area = abs(p_area)/2;%Normalization of the polygon area to one.
PA=p_area/2.59807;if isPlot%Plotting the Polygonplot(0,0,'r+')plot([0 -A1],[0 0] ,'--ko')text(-A1-0.3, 0,'CA','FontWeight','bold','FontName','Times New Roman')plot([0 -A2/2],[0 -(A2*sqrt(3))/2] ,'--ko')text(-0.59,-1.05,'SE','FontWeight','bold','FontName','Times New Roman')plot([0 A3/2],[0 -(A3*sqrt(3))/2] ,'--ko')text(0.5, -1.05,'SP','FontWeight','bold','FontName','Times New Roman')plot([0 A4],[0 0] ,'--ko')text(A4+0.08, 0,'AUC','FontWeight','bold','FontName','Times New Roman')plot([0 A5/2],[0 (A5*sqrt(3))/2] ,'--ko')text(0.5, 1.05,'J','FontWeight','bold','FontName','Times New Roman')daspect([1 1 1])
end
Metrics.PA=PA;
Metrics.CA=CA;
Metrics.SE=SE;
Metrics.SP=SP;
Metrics.AUC=AUC;
Metrics.K=K;
Metrics.F_M=F_M;printVar(:,1)=categories;
printVar(:,2)={PA, CA, SE, SP, AUC, K, F_M};
disp('预测结果打印:')
for i=1:length(categories)fprintf('%23s: %.2f \n', printVar{i,1}, printVar{i,2})
end

参考资料

[1] https://blog.csdn.net/kjm13182345320/category_11799242.html?spm=1001.2014.3001.5482
[2] https://blog.csdn.net/kjm13182345320/article/details/124571691

这篇关于JCR一区 | Matlab实现1D-2D-GASF-CNN-BiLSTM-MATT的多通道输入数据分类预测的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/985186。

相关文章

基于Python实现一个图片拆分工具

基于Python实现一个图片拆分工具

《基于Python实现一个图片拆分工具》这篇文章主要为大家详细介绍了如何基于Python实现一个图片拆分工具,可以根据需要的行数和列数进行拆分,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... 简单介绍先自己选择输入的图片，默认是输出到项目文件夹中，可以自己选择其他的文件夹，选择需要拆分的行数和列数，可以通过
阅读更多...
Python中将嵌套列表扁平化的多种实现方法

Python中将嵌套列表扁平化的多种实现方法

《Python中将嵌套列表扁平化的多种实现方法》在Python编程中,我们常常会遇到需要将嵌套列表（即列表中包含列表）转换为一个一维的扁平列表的需求,本文将给大家介绍了多种实现这一目标的方法,需要的朋... 目录python中将嵌套列表扁平化的方法技术背景实现步骤1. 使用嵌套列表推导式2. 使用itert
阅读更多...
Python使用vllm处理多模态数据的预处理技巧

Python使用vllm处理多模态数据的预处理技巧

《Python使用vllm处理多模态数据的预处理技巧》本文深入探讨了在Python环境下使用vLLM处理多模态数据的预处理技巧,我们将从基础概念出发,详细讲解文本、图像、音频等多模态数据的预处理方法,... 目录1. 背景介绍1.1 目的和范围1.2 预期读者1.3 文档结构概述1.4 术语表1.4.1 核
阅读更多...
Python使用pip工具实现包自动更新的多种方法

Python使用pip工具实现包自动更新的多种方法

《Python使用pip工具实现包自动更新的多种方法》本文深入探讨了使用Python的pip工具实现包自动更新的各种方法和技术,我们将从基础概念开始,逐步介绍手动更新方法、自动化脚本编写、结合CI/C... 目录1. 背景介绍1.1 目的和范围1.2 预期读者1.3 文档结构概述1.4 术语表1.4.1 核
阅读更多...
在Linux中改变echo输出颜色的实现方法

在Linux中改变echo输出颜色的实现方法

《在Linux中改变echo输出颜色的实现方法》在Linux系统的命令行环境下,为了使输出信息更加清晰、突出,便于用户快速识别和区分不同类型的信息,常常需要改变echo命令的输出颜色,所以本文给大家介... 目python录在linux中改变echo输出颜色的方法技术背景实现步骤使用ANSI转义码使用tpu
阅读更多...
Python使用python-can实现合并BLF文件

Python使用python-can实现合并BLF文件

《Python使用python-can实现合并BLF文件》python-can库是Python生态中专注于CAN总线通信与数据处理的强大工具,本文将使用python-can为BLF文件合并提供高效灵活... 目录一、python-can 库：CAN 数据处理的利器二、BLF 文件合并核心代码解析1. 基础合
阅读更多...
Python使用OpenCV实现获取视频时长的小工具

Python使用OpenCV实现获取视频时长的小工具

《Python使用OpenCV实现获取视频时长的小工具》在处理视频数据时,获取视频的时长是一项常见且基础的需求,本文将详细介绍如何使用Python和OpenCV获取视频时长,并对每一行代码进行深入解析... 目录一、代码实现二、代码解析1. 导入 OpenCV 库2. 定义获取视频时长的函数3. 打开视频文
阅读更多...
golang版本升级如何实现

golang版本升级如何实现

《golang版本升级如何实现》：本文主要介绍golang版本升级如何实现问题,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录golanwww.chinasem.cng版本升级linux上golang版本升级删除golang旧版本安装golang最新版本总结gola
阅读更多...
SpringBoot中SM2公钥加密、私钥解密的实现示例详解

SpringBoot中SM2公钥加密、私钥解密的实现示例详解

《SpringBoot中SM2公钥加密、私钥解密的实现示例详解》本文介绍了如何在SpringBoot项目中实现SM2公钥加密和私钥解密的功能,通过使用Hutool库和BouncyCastle依赖,简化... 目录一、前言1、加密信息(示例)2、加密结果(示例)二、实现代码1、yml文件配置2、创建SM2工具
阅读更多...
Mysql实现范围分区表(新增、删除、重组、查看)

Mysql实现范围分区表(新增、删除、重组、查看)

《Mysql实现范围分区表(新增、删除、重组、查看)》MySQL分区表的四种类型（范围、哈希、列表、键值）,主要介绍了范围分区的创建、查询、添加、删除及重组织操作,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解... 目录一、mysql分区表分类二、范围分区（Range Partitioning1、新建分区表：2、分
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2