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基于混合门单元的非平稳时间序列预测

《计算机研究与发展》2019年 第8期 | 刘颉羲 陈松灿   模式分析与机器智能工业和信息化部重点实验室(南京航空航天大学) 南京211106
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摘 要:非平稳多变量时间序列(non-stationary multivariate time series, NSMTS)预测目前仍是一个具有挑战性的任务.基于循环神经网络的深度学习模型,尤其是基于长短期记忆(long short-term memory, LSTM)和门循环单元(gated recurrent unit, GRU)的神经网络已获得了令人印象深刻的预测性能.尽管LSTM结构上较为复杂,却并不总是在性能上占优.最近提出的最小门单元(minimal gated unit, MGU)神经网络具有更简单的结构,并在图像处理和一些序列处理问题中能够提升训练效率.更为关键的是,实验中我们发现该门单元可以高效运用于NSMTS的预测,并达到了与基于LSTM和GRU的神经网络相当的预测性能.然而,基于这3类门单元的神经网络中,没有任何一类总能保证性能上的优势.为此提出了一种线性混合门单元(MIX gated unit, MIXGU),试图利用该单元动态调整GRU和MGU的混合权重,以便在训练期间为网络中的每个MIXGU获得更优的混合结构.实验结果表明,与基于单一门单元的神经网络相比,混合2类门单元的MIXGU神经网络具有更优的预测性能.
【分 类】【工业技术】 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工)
【关键词】 非平稳多变量时间序列 循环神经网络 长短期记忆 门循环单元 最小门单元 混合门单元
【出 处】 《计算机研究与发展》2019年 第8期 1642-1651页 共10页
【收 录】 中文科技期刊数据库