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基于改进合成少数类过采样技术的非概率可靠性指标解 被引量:1
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作者 张梦 陈旭勇 +1 位作者 彭元林 李书雅 《武汉工程大学学报》 CAS 2024年第2期231-236,共6页
当结构的功能函数呈现高度非线性、极限状态曲面为多区域的情形时,现有算法无法有效求解非概率可靠性指标,为解决此类问题,将合成少数类过采样技术(SMOTE)进行改进,提出了基于改进SMOTE算法的非概率可靠性指标解法。首先基于非概率可靠... 当结构的功能函数呈现高度非线性、极限状态曲面为多区域的情形时,现有算法无法有效求解非概率可靠性指标,为解决此类问题,将合成少数类过采样技术(SMOTE)进行改进,提出了基于改进SMOTE算法的非概率可靠性指标解法。首先基于非概率可靠性指标的几何意义,将样本分类策略、超球限制策略与标准SMOTE算法相结合,提出了改进SMOTE算法来进一步提升算法在极限状态曲面附近的采样效率;然后结合改进SMOTE算法在标准化空间中高精度的拟合局部极限状态曲面,进而搜索得到非概率可靠性指标;最后给出了基于改进SMOTE算法的非概率可靠性指标解的主要流程。数值算例表明,当极限状态曲面呈现局部闭合、多区域的特点时,改进后的SMOTE算法可以高效地获取位于极限状态曲面附近的样本点,进而高精度地拟合极限状态曲面。将本文方法的计算结果与解析解对比,相对误差远远小于工程中的最大误差限值5%,说明改进SMOTE算法能够较好地处理高度非线性功能函数,验证了所提算法的有效性和实用性。 展开更多
关键词 非概率可靠性指标 合成过采样技术 样本策略 超球限制策略 极限状态曲面
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基于遗传算法改进的少数类样本合成过采样技术的非平衡数据集分类算法 被引量:19
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作者 霍玉丹 谷琼 +1 位作者 蔡之华 袁磊 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2015年第1期121-124,139,共5页
针对少数类样本合成过采样技术(SMOTE)在处理非平衡数据集分类问题时,为少数类的不同样本设置相同的采样倍率,存在一定的盲目性的问题,提出了一种基于遗传算法(GA)改进的SMOTE方法——GASMOTE。首先,为少数类的不同样本设置不同的采样倍... 针对少数类样本合成过采样技术(SMOTE)在处理非平衡数据集分类问题时,为少数类的不同样本设置相同的采样倍率,存在一定的盲目性的问题,提出了一种基于遗传算法(GA)改进的SMOTE方法——GASMOTE。首先,为少数类的不同样本设置不同的采样倍率,并将这些采样倍率取值的组合编码为种群中的个体;然后,循环使用GA的选择、交叉、变异等算子对种群进行优化,在达到停机条件时获得采样倍率取值的最优组合;最后,根据找到的最优组合对非平衡数据集进行SMOTE采样。在10个典型的非平衡数据集上进行的实验结果表明:与SMOTE算法相比,GASMOTE在F-measure值上提高了5.9个百分点,在G-mean值上提高了1.6个百分点;与Borderline-SMOTE算法相比,GASMOTE在F-measure值上提高了3.7个百分点,在G-mean值上提高了2.3个百分点。该方法可作为一种新的解决非平衡数据集分类问题的过采样技术。 展开更多
关键词 非平衡数据集 样本合成过采样技术 采样倍率 遗传算法
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基于新型采样技术的非平衡数据分类方法 被引量:1
3
作者 刘子桐 刘振远 +1 位作者 庞娜 马铭 《北华大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第5期694-700,共7页
在一些现实场景中,数据不平衡问题普遍存在,严重影响模型的预测结果。合成少数类过采样技术(Synthetic Minority Over-Sampling Technique,SMOTE)是解决非平衡分类问题的一种方法,但存在局限性。针对数据中的类不平衡问题,提出基于数据... 在一些现实场景中,数据不平衡问题普遍存在,严重影响模型的预测结果。合成少数类过采样技术(Synthetic Minority Over-Sampling Technique,SMOTE)是解决非平衡分类问题的一种方法,但存在局限性。针对数据中的类不平衡问题,提出基于数据分布和聚类加权的改进SMOTE随机森林分类算法(Random Forest Using SMOTE Based on Data Distribution and Cluster Weighting,DCSMOTE-RF)。该算法通过获取样本分布信息,将少数类样本划分到不同簇群,根据簇群信息量为每个区域分配不同合成份额;少数类样本结合自身权重,生成相应规模的目标样本;通过基于随机森林学习评价训练数据。10组非平衡数据集仿真试验结果表明,DCSMOTE-RF算法对非平衡数据具有较好的预测效果。 展开更多
关键词 非平衡分 合成过采样技术 随机森林
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针对样本类不平衡的深度残差网络电力系统暂态稳定评估方法 被引量:1
4
作者 刘颂凯 党喜 +3 位作者 崔梓琪 杨超 阮肇华 袁铭洋 《智慧电力》 北大核心 2024年第1期116-123,共8页
系统的量测数据可能受到噪声以及样本类分布不平衡问题的影响,导致基于数据驱动的暂态稳定评估模型性能下降。提出一种针对样本类不平衡的的深度残差网络电力系统暂态稳定评估方法。首先,利用改进过采样技术为滤除噪声的少数类样本构造... 系统的量测数据可能受到噪声以及样本类分布不平衡问题的影响,导致基于数据驱动的暂态稳定评估模型性能下降。提出一种针对样本类不平衡的的深度残差网络电力系统暂态稳定评估方法。首先,利用改进过采样技术为滤除噪声的少数类样本构造所需的新样本,改善样本类不平衡问题,并减少噪声的影响;然后,基于深度残差网络构建电力系统暂态稳定评估模型,解决梯度消失导致的模型性能退化问题,提高模型的鲁棒性和准确性;最后,在新英格兰10机39节点和47机140节点系统上的仿真结果表明,所提方法能减小噪声干扰、降低不平衡数据集所带来的影响和减少计算复杂度。 展开更多
关键词 暂态稳定评估 噪声问题 样本分布不平衡 改进合成过采样技术 深度残差网络
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聚类边界过采样不平衡数据分类方法 被引量:31
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作者 楼晓俊 孙雨轩 刘海涛 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期944-950,共7页
针对传统SMOTE过采样方法在生成合成样本的过程中存在的盲目性,以及对噪声敏感且容易出现过拟合现象的问题,提出一种改进的聚类边界样本过采样(CB-SMOTE)方法,通过引入"聚类一致性系数"找到少数类样本的边界,利用边界样本的... 针对传统SMOTE过采样方法在生成合成样本的过程中存在的盲目性,以及对噪声敏感且容易出现过拟合现象的问题,提出一种改进的聚类边界样本过采样(CB-SMOTE)方法,通过引入"聚类一致性系数"找到少数类样本的边界,利用边界样本的最近邻密度来剔除噪声点和确定合成样本的数量,对SMOTE方法的新样本合成规则进行了优化.该方法是一种指导性的过采样方法,合成样本更加有利于分类器的学习.通过实验对比6种不同方法在UCI公共数据集上的分类性能,结果表明:CB-SMOTE方法对少数类样本和多数类样本都具有较高的分类准确率,且对过采样倍数的变化具有更高的稳定性. 展开更多
关键词 不平衡数据 过采样 边界 最近邻密度 合成样本
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融合簇边界移动与自适应合成的混合采样算法 被引量:4
6
作者 高雷阜 张梦瑶 赵世杰 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期2517-2529,共13页
针对伪负采样算法(Pseudo-Negative Sampling,PNS)存在的类内子聚集和类别重叠问题,提出一种融合簇边界负样本移动策略(Cluster Boundary Negative Movement Strategy,CBNMS)与自适应正样本合成技术(Adaptive Pos⁃itive Synthesis Techn... 针对伪负采样算法(Pseudo-Negative Sampling,PNS)存在的类内子聚集和类别重叠问题,提出一种融合簇边界负样本移动策略(Cluster Boundary Negative Movement Strategy,CBNMS)与自适应正样本合成技术(Adaptive Pos⁃itive Synthesis Technology,ADPST)的改进混合采样算法(Improved Cluster Boundary Negative Movement Strategy,ICB⁃NMS),以提升非均衡数据的整体分类性能和正类识别精度.CBNMS策略采用凝聚层次聚类对正负类样本进行划分,并通过各局部样本间相似关系识别潜在负类中且与正类相关性较大的簇边界负样本,提高采样的局部精确性和时效性.为进一步加强CBNMS策略对正样本重叠区域的识别性能,ICBNMS算法在簇边界负样本移动均衡化基础上,引入ADPST技术,利用稀疏度与距离复合因子组合加权以自适应确定最优样本生成区域,从而有效削弱样本的重叠性且丰富样本的多样性.实验结果表明,相比其他采样算法,ICBNMS算法在10个非均衡数据集的多组实验中G-mean和Fmeasure等指标获得最优值,且时间效率比CDSMOTE和PNS算法分别提升了32.27%和27.88%,凸显出更优越的鲁棒性和泛化性. 展开更多
关键词 非均衡数据分 凝聚层次聚 簇边界负样本移动 自适应正样本合成 混合采样
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利用采样安全系数的多类不平衡过采样算法 被引量:4
7
作者 董明刚 刘明 敬超 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2020年第10期1776-1786,共11页
传统的过采样算法在处理多类不平衡问题时容易出现过度泛化和类别重叠,从而降低了分类性能。为了提高多类不平衡学习性能,提出了一种利用采样安全系数的多类不平衡过采样(SSCMIO)算法。首先为了防止过度泛化,采用近邻采样安全系数为那... 传统的过采样算法在处理多类不平衡问题时容易出现过度泛化和类别重叠,从而降低了分类性能。为了提高多类不平衡学习性能,提出了一种利用采样安全系数的多类不平衡过采样(SSCMIO)算法。首先为了防止过度泛化,采用近邻采样安全系数为那些会造成过度泛化的邻域分配一个较小的权重。然后考虑到样本点的全局特性,采用反向近邻采样安全系数防止新合成的样本点侵入到其他类别区域,减轻类别之间的重叠问题。最后以C4.5决策树作为基分类器,将SSCMIO算法与7种典型的过采样算法进行了对比实验。在16个公开的真实数据集上,SSCMIO算法在准确率、召回率、F-measure、MG、MAUC这5个指标上均能取得11个以上的最优值,在5个指标上最大提升分别是0.4818、0.3053、0.3420、0.2664、0.1307。实验结果表明SSCMIO算法相比其他7种算法可以取得更好的分类性能。 展开更多
关键词 采样安全系数 过采样 合成技术 不平衡问题
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基于合成少数类过采样技术算法构建脓毒症合并急性呼吸窘迫综合征的预警模型
8
作者 段红伟 李晓静 +2 位作者 杨兴菊 王飞 杨逢永 《中华危重病急救医学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期358-363,共6页
目的探讨脓毒症患者发生急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的独立危险因素,建立预警模型,并基于合成少数类过采样技术(SMOTE)算法对模型进行预测价值验证。方法采用回顾性病例对照研究方法,选择2016年10月至2022年10月济南市人民医院收治的566... 目的探讨脓毒症患者发生急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的独立危险因素,建立预警模型,并基于合成少数类过采样技术(SMOTE)算法对模型进行预测价值验证。方法采用回顾性病例对照研究方法,选择2016年10月至2022年10月济南市人民医院收治的566例脓毒症患者。收集患者的一般资料、基础疾病、感染部位、起始病因、病情严重程度评分、入院时血液指标和动脉血气分析指标、治疗措施、并发症及预后指标。根据患者住院期间是否发生ARDS分组,观察对比两组患者的临床资料;采用单因素和二元多因素Logistic回归分析筛选脓毒症患者住院期间发生ARDS的独立危险因素,并建立回归方程,构建预警模型,同时基于SMOTE算法改进数据集,构建改进数据集的预警模型;绘制受试者工作特征曲线(ROC曲线),对比验证模型的预测效能。结果566例脓毒症患者均纳入最终分析,其中163例在住院期间发生ARDS,403例未发生ARDS。单因素分析显示,两组患者年龄、体质量指数(BMI)、恶性肿瘤、输血史、胰腺及胰周感染、胃肠道感染、起始病因为肺部感染、急性生理学与慢性健康状况评分Ⅱ(APACHEⅡ)、序贯器官衰竭评分(SOFA)、白蛋白(Alb)、血尿素氮(BUN)、机械通气治疗、脓毒性休克比例及重症监护病房(ICU)住院时间差异均有统计学意义。二元多因素Logistic回归分析显示,年龄〔优势比(OR)=3.449,95%可信区间(95%CI)为2.197~5.414,P=0.000〕、起始病因为肺部感染(OR=2.309,95%CI为1.427~3.737,P=0.001)、胰腺及胰周感染(OR=1.937,95%CI为1.236~3.035,P=0.004)、脓毒性休克(OR=3.381,95%CI为1.890~6.047,P=0.000)、SOFA评分(OR=9.311,95%CI为5.831~14.867,P=0.000)为脓毒症患者住院期间发生ARDS的独立危险因素。基于上述危险因素建立预警模型:P1=-4.558+1.238×年龄+0.837×起始病因为肺部感染+0.661×胰腺及胰周感染+1.218×脓毒性休克+2.231×SOFA评分;ROC曲线分析显示,该模型预测脓毒症患者住院期间发生ARDS的ROC曲线下面积(AUC)为0.882(95%CI为0.851~0.914),敏感度为79.8%,特异度为83.4%。基于SMOTE算法改进数据集,再次构建预警模型:P_(2)=-3.279+1.288×年龄+0.763×起始病因为肺部感染+0.635×胰腺及胰周感染+1.068×脓毒性休克+2.201×SOFA评分;ROC曲线分析显示,该模型预测脓毒症患者住院期间发生ARDS的AUC为0.890(95%CI为0.867~0.913),敏感度为85.3%,特异度为79.1%,进一步验证了以上述独立危险因素构建的预警模型具有较高的预测效能。结论脓毒症患者住院期间发生ARDS的危险因素包括年龄、起始病因为肺部感染、胰腺及胰周感染、脓毒性休克和SOFA评分,临床上可依据基于上述危险因素建立的预警模型对脓毒症患者发生ARDS的概率进行评估,进而提前干预,改善预后。 展开更多
关键词 脓毒症 急性呼吸窘迫综合征 危险因素 回归方程 合成过采样技术算法
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基于混合采样的非平衡数据分类算法 被引量:20
9
作者 吴艺凡 梁吉业 王俊红 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2019年第2期342-349,共8页
过采样和欠采样方法是处理非平衡数据集分类的常用方法,但使用单一的采样算法可能造成少数类样本过拟合或者丢失含有重要信息的样本。提出了基于分类超平面的混合采样算法SVM_HS(hybrid sampling algorithm based on support vector mac... 过采样和欠采样方法是处理非平衡数据集分类的常用方法,但使用单一的采样算法可能造成少数类样本过拟合或者丢失含有重要信息的样本。提出了基于分类超平面的混合采样算法SVM_HS(hybrid sampling algorithm based on support vector machine),旨在克服SVM算法在处理非平衡数据时分类超平面容易偏向少数类样本的问题。该算法首先利用SVM算法得到分类超平面。然后迭代进行混合采样,主要包括:(1)删除离分类超平面较远的一些多数类样本;(2)对靠近真实类边界的少数类样本用SMOTE(synthetic minority oversampling technique)过采样,使分类超平面向着真实类边界方向偏移。实验结果表明相比其他相关算法,该算法的F-value值和G-mean值均有较大提高。 展开更多
关键词 非平衡 支持向量机(SVM) 样本过采样技术(SMOTE) 超平面 混合采样
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面向不平衡图像数据的对抗自编码器过采样算法
10
作者 职为梅 常智 +1 位作者 卢俊华 耿正乾 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4208-4218,共11页
许多适用于低维数据的传统不平衡学习算法在图像数据上的效果并不理想。基于生成对抗网络(GAN)的过采样算法虽然可以生成高质量图像,但在类不平衡情况下容易产生模式崩溃问题。基于自编码器(AE)的过采样算法容易训练,但生成的图像质量... 许多适用于低维数据的传统不平衡学习算法在图像数据上的效果并不理想。基于生成对抗网络(GAN)的过采样算法虽然可以生成高质量图像,但在类不平衡情况下容易产生模式崩溃问题。基于自编码器(AE)的过采样算法容易训练,但生成的图像质量较低。为进一步提高过采样算法在不平衡图像中生成样本的质量和训练的稳定性,该文基于生成对抗网络和自编码器的思想提出一种融合自编码器和生成对抗网络的过采样算法(BAEGAN)。首先在自编码器中引入一个条件嵌入层,使用预训练的条件自编码器初始化GAN以稳定模型训练;然后改进判别器的输出结构,引入一种融合焦点损失和梯度惩罚的损失函数以减轻类不平衡的影响;最后从潜在向量的分布映射中使用合成少数类过采样技术(SMOTE)来生成高质量的图像。在4个图像数据集上的实验结果表明该算法在生成图像质量和过采样后的分类性能上优于具有辅助分类器的条件生成对抗网络(ACGAN)、平衡生成对抗网络(BAGAN)等过采样算法,能有效解决图像数据中的类不平衡问题。 展开更多
关键词 不平衡图像数据 过采样 生成对抗网络 对抗自编码器 合成过采样技术
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面向非平衡多分类问题的二次合成QSMOTE方法 被引量:2
11
作者 韩明鸣 郭虎升 王文剑 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期1-13,共13页
近年来非平衡多分类数据的学习问题在机器学习和数据挖掘领域备受关注,上采样技术成为解决数据不平衡问题的主要方法,然而已有的上采样技术仍有很多的不足,例如新合成的少数类样本仍可能分布在对应少数类样本的原始区域内,不能有效改善... 近年来非平衡多分类数据的学习问题在机器学习和数据挖掘领域备受关注,上采样技术成为解决数据不平衡问题的主要方法,然而已有的上采样技术仍有很多的不足,例如新合成的少数类样本仍可能分布在对应少数类样本的原始区域内,不能有效改善数据分布的不平衡情况.此外,若原始样本中不同类别样本分布存在重叠,则新合成的样本会更容易偏离到其他类样本分布中,从而造成过泛化现象,影响少数类样本的分类精度.为解决上述问题,提出一种二次合成的上采样方法(Quadratic Synthetic Minority Over-sampling Technique,QSMOTE).首先通过少数类样本的支持度选择包含重要信息的样本来进行第一次合成,然后通过分析指定少数类样本质心的邻域内样本分布情况来调整第二次样本合成范围,并最终进行第二次合成.在UCI和MNIST数据集上的实验结果表明,QSMOTE不仅可以改善数据分布的不平衡问题,而且可以尽可能地减少过泛化现象,特别是对少数类样本的分类准确率有大幅提升. 展开更多
关键词 非平衡问题 过泛化 重叠 合成采样技术(SMOTE)
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不均衡小样本下的设备状态与寿命预测 被引量:1
12
作者 陈扬 刘勤明 郑伊寒 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期217-226,共10页
针对面向小样本不均衡设备健康监测数据时AdaBoost处理效果差的问题,提出了基于裁剪过采样新增AdaBoost算法的设备健康状态分析以及寿命预测模型。首先,基于AdaBoost计算出样本权值分布和容量,根据样本最大权值与样本个数生成改进裁剪系... 针对面向小样本不均衡设备健康监测数据时AdaBoost处理效果差的问题,提出了基于裁剪过采样新增AdaBoost算法的设备健康状态分析以及寿命预测模型。首先,基于AdaBoost计算出样本权值分布和容量,根据样本最大权值与样本个数生成改进裁剪系数,选择性地对权值大于裁剪系数的样本进行处理从而提高计算效率。其次,通过类k近邻法则过滤出错分类样本权值,随后引入合成少数类过采样技术提升该种类样本权值个数,有效规避迭代过程中不均衡数据集可能引起的过拟合问题。最后,通过对设备运行状态进行准确分类并拟合出与时间相关的设备寿命曲线预测设备寿命。算例结果表明,所提模型能够有效分析出不均衡数据下的设备健康状况,同时也可以对剩余寿命进行有效预测。 展开更多
关键词 样本 不均衡数据 ADABOOST算法 合成过采样技术 剩余寿命预测
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滑坡易发性评价中样本不均衡问题处理研究
13
作者 田尤 高波 +4 位作者 殷红 李元灵 张佳佳 陈龙 李洪梁 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期171-181,共11页
滑坡易发性评价中,样本不均衡问题的不同处理方案通常会带来评价结果的大量不确定性。针对这一问题,以藏东昌都市部分县(区)为研究区,构建滑坡/非滑坡样本不均衡数据集,采用不处理、下采样和合成少数类过采样(synthetic minority oversa... 滑坡易发性评价中,样本不均衡问题的不同处理方案通常会带来评价结果的大量不确定性。针对这一问题,以藏东昌都市部分县(区)为研究区,构建滑坡/非滑坡样本不均衡数据集,采用不处理、下采样和合成少数类过采样(synthetic minority oversampling technique,SMOTE)3种处置方案,运用逻辑回归方法分别构建滑坡易发性评价模型。基于ROC曲线、准确度、精确率、召回率、漏检率等评价指标,采用综合评价指标F_(1)′同数对模型分类的精度进行验证。结果表明:数据处理成均衡数据集(过采样/下采样)建立的模型效果较不处理数据建立的模型效果有了大幅提升,F_(1)′同数的值最大提高了53.17%;在下采样、过采样两种数据处理方案中,过采样方法比下采样方法F_(1)′分数的值提高了16.30%,表明过采样方法对处理样本不均衡数据问题方面具有较好效果。研究成果可为滑坡预测和地质灾害预测前的数据集处理提供参考,为进一步提高区域防灾减灾水平提供理论与技术支持。 展开更多
关键词 滑坡易发性 合成过采样技术 评价模型 昌都市 样本不均衡数据
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SMOTE类算法研究综述 被引量:4
14
作者 王晓霞 李雷孝 林浩 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2024年第5期1135-1159,共25页
合成少数类过采样技术(SMOTE)因能有效处理少数类样本已成为处理不平衡数据的主流方法之一,而且许多SMOTE改进算法已被提出,但目前已有的调研极少考虑到流行的算法级改进方法。因此对现有SMOTE类算法进行更全面的分析与总结。首先详细... 合成少数类过采样技术(SMOTE)因能有效处理少数类样本已成为处理不平衡数据的主流方法之一,而且许多SMOTE改进算法已被提出,但目前已有的调研极少考虑到流行的算法级改进方法。因此对现有SMOTE类算法进行更全面的分析与总结。首先详细阐述了SMOTE方法的基本原理,然后主要从数据级、算法级两个层面系统性地梳理分析SMOTE类算法,并介绍数据级和算法级混合改进的新思路。数据级改进是在预处理时通过不同操作删除或添加数据来平衡数据分布;算法级改进不会改变数据分布,主要通过修改或创建算法来加强对少数类样本的关注度。二者相比,数据级方法应用受限更少,算法级改进的算法鲁棒性普遍更高。为了更全面地提供SMOTE类算法的基础研究材料,最后列出常用数据集、评价指标,给出未来可能尝试进行的研究思路,以更好地应对不平衡数据问题。 展开更多
关键词 不平衡数据 合成过采样技术(SMOTE) 过采样 监督学习
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基于改进SMOTE不均衡样本处理和IHPO-DBN的变压器故障诊断方法研究 被引量:1
15
作者 周萱 吴伟丽 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期21-30,共10页
针对由于变压器故障样本不均衡和故障模型陷入局部最优而导致的分类准确率低的问题,提出了基于改进的合成少数类过采样技术和优化深度置信网络(deep belief network, DBN)的变压器故障诊断方法。首先采用聚类融合的K-means算法,通过分... 针对由于变压器故障样本不均衡和故障模型陷入局部最优而导致的分类准确率低的问题,提出了基于改进的合成少数类过采样技术和优化深度置信网络(deep belief network, DBN)的变压器故障诊断方法。首先采用聚类融合的K-means算法,通过分簇和匹配的方式筛选出不稳定的少数类样本用以改进中心点合成少数类过采样技术(center point synthetic minority oversampling technique, CP-SMOTE)算法,并对少数类样本进行扩增,解决了变压器故障数据分布不均衡的问题。其次,通过加入随机逆向学习和自适应惯性权重技术对猎食者优化算法进行改进,并用改进后的算法对DBN的内部参数进行优化调整,提高了模型精度。最后,将不同数据预处理情况下以及不同数据规模下的变压器故障模型进行仿真对比。结果表明,经过数据预处理和模型优化后的变压器故障识别准确率能够提高到98%,有效地解决了故障数据不平衡导致的分类精度低的问题。 展开更多
关键词 变压器故障诊断 不均衡样本 K-MEANS聚 改进合成过采样 改进猎食者优化
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面向不平衡数据集的浓香型白酒基酒等级分类研究 被引量:2
16
作者 王继华 李兆飞 +2 位作者 杨壮 赵娜 张贵宇 《中国酿造》 CAS 北大核心 2024年第1期184-189,共6页
为解决基于气相色谱-质谱联用(GC-MS)仪采集的浓香型白酒基酒等级分类中样本不均衡导致分类模型性能下降的问题,提出了一种面向不平衡数据集的浓香型白酒基酒分类研究。该方法首先采用合成少数类过采样技术(SMOTE)对浓香型基酒样品中少... 为解决基于气相色谱-质谱联用(GC-MS)仪采集的浓香型白酒基酒等级分类中样本不均衡导致分类模型性能下降的问题,提出了一种面向不平衡数据集的浓香型白酒基酒分类研究。该方法首先采用合成少数类过采样技术(SMOTE)对浓香型基酒样品中少数类样本进行扩充,改善样本的不均衡性;然后结合稀疏主成分分析(SPCA)对GC-MS图谱数据进行降维;最后使用深度森林(DF)分类器建立浓香型白酒基酒分类识别模型。结果表明,使用SMOTE算法对基酒数据集进行平衡之后能够有效提高模型分类准确率,所建立的浓香型基酒分类模型正确率达到96.61%,该分类模型的建立对基酒等级分类能起到一定的指导和借鉴作用。 展开更多
关键词 气相色谱-质谱联用 浓香型白酒基酒 合成过采样技术 稀疏主成分分析 基酒分
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心血管事件患者术后30 d死亡风险决策树模型的构建与评估——基于少数类样本合成过采样技术算法
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作者 陈永庄 莫小乔 谢天 《中华危重症医学杂志(电子版)》 CAS CSCD 2023年第5期390-398,共9页
目的:建立基于少数类样本合成过采样技术(SMOTE)算法的合并心血管事件行外科手术患者术后30 d死亡风险决策树模型。方法:选择新加坡中央医院2012年至2016年收入住院行手术治疗的华人患者,共纳入3086例合并心血管事件行外科手术患者(缺... 目的:建立基于少数类样本合成过采样技术(SMOTE)算法的合并心血管事件行外科手术患者术后30 d死亡风险决策树模型。方法:选择新加坡中央医院2012年至2016年收入住院行手术治疗的华人患者,共纳入3086例合并心血管事件行外科手术患者(缺血性心脏病史和/或充血性心力衰竭史患者),提取患者基本临床信息以及相关基础病和手术相关评分信息。采用SMOTE算法对原始数据集进行重建,并应用全子集回归筛选预测因子,将数据集按7∶3分为训练组和验证组,其中训练组用于建立决策树风险预测模型,验证组用于内部验证。结果:患者术后30 d病死率为3.0%(93/3086),术后24 h ICU入住率为4.5%(140/3086)。全子集回归分析显示年龄>75岁[比值比(OR)=1.033,95%置信区间(CI)(1.024,1.042),P<0.001]、贫血[OR=1.368,95%CI(1.211,1.546),P<0.001]、慢性肾脏病分期>2期[OR=1.381,95%CI(1.277,1.494),P<0.001]、术前输血[OR=4.496,95%CI(3.268,6.185),P<0.001]、急诊手术[OR=3.344,95%CI(2.752,4.064),P<0.001]、红细胞分布宽度>15.7%[OR=2.097,95%CI(1.658,2.652),P<0.001]及美国麻醉医师协会分级>2级[OR=3.362,95%CI(2.734,4.135),P<0.001]是心血管事件患者术后30 d死亡的危险因素。应用以上7个预测因子构建决策树模型。结果显示训练组受试者工作特征曲线下面积为0.853[95%CI(0.837,0.868),P<0.001],敏感度、特异度分别为0.765、0.756;验证组受试者工作特征曲线下面积为0.858[95%CI(0.834,0.882),P<0.001],敏感度、特异度分别为0.938、0.612,总体判别能力良好。结论:心血管事件患者术后30 d死亡事件发生率低,为不平衡数据分类问题,本研究基于处理不平衡数据常用的SMOTE算法,避免了小概率事件建模过程中的过拟合问题。同时决策树模型具有直观、便捷、个性化的特点,为医务工作者提供了方便的临床预测工具。 展开更多
关键词 样本合成过采样技术算法 术后死亡 全子集回归 预测模型 决策树
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小样本下基于SMOTE-IGWO-RF的轮毂电机轴承故障诊断
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作者 葛平淑 王朝阳 +3 位作者 王阳 张涛 薛红涛 夏晨迪 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1-9,共9页
轮毂电机复杂多变的运行环境可能导致轴承故障而危及电动车辆行驶安全,为解决传统故障诊断方法在小样本条件下识别精度低的问题,提出一种基于SMOTE-IGWO-RF的轮毂电机轴承故障诊断方法。首先,通过合成少数过采样技术(SMOTE)扩展训练数据... 轮毂电机复杂多变的运行环境可能导致轴承故障而危及电动车辆行驶安全,为解决传统故障诊断方法在小样本条件下识别精度低的问题,提出一种基于SMOTE-IGWO-RF的轮毂电机轴承故障诊断方法。首先,通过合成少数过采样技术(SMOTE)扩展训练数据集,生成与真实样本分布相似的故障样本,并使用主成分分析(PCA)优化其时域和频域的特征。然后,通过引入非线性收敛因子和Levy飞行策略改进传统的灰狼优化算法(GWO),使用改进的灰狼优化算法(IGWO)优化随机森林(RF)模型的参数。最后,基于SMOTE-IGWO-RF的轮毂电机轴承故障诊断模型实现故障状态的识别,并在轮毂电机试验台架上进行了实验验证。结果表明,所提出的轮毂电机轴承故障诊断方法在7种转速工况下平均准确率均超过96%,具有高精度和稳定性。与遗传算法(GA)、粒子群优化算法(PSO)、GWO优化RF相比,提出的IGWO-RF模型在3种小样本训练集下的诊断准确率均超过90%,且准确率均明显高于其他3个对比算法,能够有效实现小样本条件下的轮毂电机轴承故障诊断。 展开更多
关键词 轮毂电机 轴承 合成过采样技术(SMOTE) 改进灰狼优化算法(IGWO) 随机森林(RF) 故障诊断
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基于少数类样本合成过抽样技术算法2型糖尿病合并周围神经病变风险预警模型构建 被引量:4
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作者 庄翠侠 杨俊平 +4 位作者 王妍 刘思园 姜莉晴 季学磊 祝腊香 《临床军医杂志》 CAS 2023年第9期952-955,959,共5页
目的探讨2型糖尿病合并周围神经病变的危险因素,并基于少数类样本合成过抽样技术(SMOTE)算法构建2型糖尿病合并周围神经病变的风险预警模型。方法选取自2020年1月至2021年12月芜湖市第二人民医院收治的205例2型糖尿病患者为研究对象。... 目的探讨2型糖尿病合并周围神经病变的危险因素,并基于少数类样本合成过抽样技术(SMOTE)算法构建2型糖尿病合并周围神经病变的风险预警模型。方法选取自2020年1月至2021年12月芜湖市第二人民医院收治的205例2型糖尿病患者为研究对象。根据周围神经病变发生情况将患者分为周围神经病变组(n=70)和无周围神经病变组(n=135)。收集并记录患者的年龄、性别、病程、居住地、婚姻状态、体质量指数、文化程度、饮酒史、吸烟史、糖化血红蛋白、高血压、空腹血糖及合并糖尿病视网膜病变(DR)等资料。采用Logistic回归分析筛选2型糖尿病合并周围神经病变的危险因素,应用SMOTE算法构建2型糖尿病合并周围神经病变的预警模型。采用受试者工作特征(ROC)曲线对预警模型的预测效能进行分析。结果Logistic回归分析结果显示,年龄、病程、婚姻状态、体质量指数、文化程度、糖化血红蛋白、高血压及合并DR是2型糖尿病合并周围神经病变的危险因素(P<0.05)。原始预警模Logit(P_(1))H-L检验结果(决定系数R^(2)=0.352,P=0.328),提示Logistic回归模型的拟合度良好。基于SMOTE算法的预警模型Logit(P_(2))H-L检验结果(决定系数R^(2)=0.371,P=0.635),提示基于SMOTE算法的预警模型拟合度良好。原始预警模型的ROC曲线下面积为0.809,基于SMOTE算法的预警模型的ROC曲线下面积为0.927。结论年龄、病程、婚姻状态、体质量指数、文化程度、糖化血红蛋白、高血压及合并DR是2型糖尿病合并周围神经病变的危险因素,基于SMOTE算法的预警模型能够对2型糖尿病合并周围神经病变进行准确预测,可帮助临床制定周围神经病变的相关防治对策。 展开更多
关键词 2型糖尿病 周围神经病变 样本合成过抽样技术算法 预警模型
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基于人工少数类样本合成过抽样技术算法构建胃癌术后便秘预测模型及护理研究
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作者 卞海磊 李陵君 +2 位作者 李丹丹 丁佳骏 倪荔 《国际护理学杂志》 2023年第23期4321-4325,共5页
目的分析胃癌患者术后是否发生便秘、其产生原因及相关影响因素, 为构建便秘风险预测模型, 减少术后发生便秘提供参考。方法选取2020年1月至2023年1月同济大学附属东方医院收治的124例胃癌术后患者, 使用单因素比较及Logistic多因素回... 目的分析胃癌患者术后是否发生便秘、其产生原因及相关影响因素, 为构建便秘风险预测模型, 减少术后发生便秘提供参考。方法选取2020年1月至2023年1月同济大学附属东方医院收治的124例胃癌术后患者, 使用单因素比较及Logistic多因素回归分析模型筛选出其中独立影响病情的因素。使用C指数对该模型的准确度进行验证。采用少数类样本合成过抽样技术(SMOTE)算法重构相关影响要素的原始数据, 从而得到通过SMOTE算法下的胃癌术后患者便秘模型, 并在该模型的基础上进行了分析, 得到科学的护理结果。结果 124例中有42例患者术后发生便秘。术前有便秘史、手术方式、饮食习惯等为胃癌术后发生便秘的相关因素(P<0.05)。手术方式、卧床时间、性别是胃癌患者术后发生便秘的独立危险因素(P<0.05), 手术方式为传统开腹手术治疗、卧床时间长、男患者术后易出现便秘。将手术方式、卧床时间、性别纳入预测模型中, 对原始Logistic回归模型1与基于SMOTE重建的Logistic回归模型2进行分析, 采用ROC曲线检验结果显示, Logistic回归模型2的ROC检验效能显著, (AUC模型1=0.795, AUC模型2=0.838)。采用10折交叉法, 将与该模型相对应的数据均分为20份, 每个数据轮流将其中1份作为测试集, 剩余数据均用作训练集检验。其中, 2个预警模型的预测质量, 模型2为0.75, 显著优于原始Logistic回归预警模型0.70(P<0.05)。结论胃癌术后患者便秘发生率较高, 并且术后便秘会持续很长一段时间, 患者出现排便困难及腹胀等并发症, 在临床上应该加大对胃癌患者术后的观察。通过便秘预测风险模型, 可以对便秘风险做出判断, 尽可能尽早采取相应的预防措施, 提高医护工作质量, 从而加快患者病情恢复, 实现最佳预后。 展开更多
关键词 样本合成过抽样技术算法 胃癌:术后 便秘 预警模型
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