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回归预测 | MATLAB实现BO-BiLSTM贝叶斯优化双向长短期神经网络多输入单输出回归预测


回归预测 | MATLAB实现BO-BiLSTM贝叶斯优化双向长短期神经网络多输入单输出回归预测


目录

  • 回归预测 | MATLAB实现BO-BiLSTM贝叶斯优化双向长短期神经网络多输入单输出回归预测
  • 效果一览
  • 基本介绍
  • 模型搭建
  • 程序设计
  • 参考资料


效果一览

回归预测 | MATLAB实现BO-BiLSTM贝叶斯优化双向长短期神经网络多输入单输出回归预测_多输入单输出


回归预测 | MATLAB实现BO-BiLSTM贝叶斯优化双向长短期神经网络多输入单输出回归预测_贝叶斯优化双向长短期神经网络_02

回归预测 | MATLAB实现BO-BiLSTM贝叶斯优化双向长短期神经网络多输入单输出回归预测_神经网络_03


回归预测 | MATLAB实现BO-BiLSTM贝叶斯优化双向长短期神经网络多输入单输出回归预测_多输入单输出_04


回归预测 | MATLAB实现BO-BiLSTM贝叶斯优化双向长短期神经网络多输入单输出回归预测_BO-BiLSTM_05


回归预测 | MATLAB实现BO-BiLSTM贝叶斯优化双向长短期神经网络多输入单输出回归预测_BO-BiLSTM_06


回归预测 | MATLAB实现BO-BiLSTM贝叶斯优化双向长短期神经网络多输入单输出回归预测_贝叶斯优化双向长短期神经网络_07

回归预测 | MATLAB实现BO-BiLSTM贝叶斯优化双向长短期神经网络多输入单输出回归预测_贝叶斯优化双向长短期神经网络_08


回归预测 | MATLAB实现BO-BiLSTM贝叶斯优化双向长短期神经网络多输入单输出回归预测_BO-BiLSTM_09

基本介绍

MATLAB实现BO-BiLSTM贝叶斯优化双向长短期神经网络多输入单输出回归预测。基于贝叶斯(bayes)优化双向长短期神经网络的回归预测,BO-BiLSTM/Bayes-BiLSTM回归预测预测模型。
1.优化参数为:学习率,隐含层节点,正则化参数。
2.评价指标包括:R2、MAE、MSE、RMSE和MAPE等。
3.运行环境matlab2020b及以上。

模型搭建

BO-BiLSTM(贝叶斯优化BiLSTM)是一种结合了贝叶斯优化和双向长短期神经网络(BiLSTM)的方法。
双向长短期神经网络(BiLSTM)是循环神经网络(RNN)的一种变体,具有比传统循环神经网络更强大的建模能力。
贝叶斯优化是一种用于优化问题的方法,它能够在未知的目标函数上进行采样,并根据已有的样本调整采样的位置。这种方法可以帮助我们在搜索空间中高效地找到最优解。
BO-BiLSTM的基本思想是使用贝叶斯优化来自动调整GRU模型的超参数,以获得更好的预测性能。贝叶斯优化算法根据已有的模型性能样本,选择下一个超参数配置进行评估,逐步搜索超参数空间,并利用贝叶斯推断方法更新超参数的概率分布。通过这种方式,BO-BiLSTM可以在相对较少的模型训练迭代次数内找到更好的超参数配置,从而提高预测的准确性。

  • 伪代码

程序设计

  • 完整程序和数据获取方式1:私信博主回复MATLAB实现BO-BiLSTM贝叶斯优化双向长短期神经网络多输入单输出回归预测
  • 完整程序和数据下载方式2(资源处直接下载):MATLAB实现BO-BiLSTM贝叶斯优化双向长短期神经网络多输入单输出回归预测。

%%  优化算法参数设置
%参数取值上界(学习率,隐藏层节点,正则化系数)
%%  贝叶斯优化参数范围
optimVars = [
    optimizableVariable('NumOfUnits', [10, 50], 'Type', 'integer')
    optimizableVariable('InitialLearnRate', [1e-3, 1], 'Transform', 'log')
    optimizableVariable('L2Regularization', [1e-10, 1e-2], 'Transform', 'log')];

%% 创建网络架构
% 输入特征维度
numFeatures  = f_;
% 输出特征维度
numResponses = 1;
FiltZise = 10;
%  创建"LSTM"模型
    layers = [...
        % 输入特征
        sequenceInputLayer([numFeatures 1 1],'Name','input')
        sequenceFoldingLayer('Name','fold')
        % 特征学习       

        dropoutLayer(0.25,'Name','drop3')
        % 全连接层
        fullyConnectedLayer(numResponses,'Name','fc')
        regressionLayer('Name','output')    ];

    layers = layerGraph(layers);
    layers = connectLayers(layers,'fold/miniBatchSize','unfold/miniBatchSize');


% 批处理样本
MiniBatchSize =128;
% 最大迭代次数
MaxEpochs = 500;
    options = trainingOptions( 'adam', ...
        'MaxEpochs',500, ...
        'GradientThreshold',1, ...
        'InitialLearnRate',optVars.InitialLearnRate, ...
        'LearnRateSchedule','piecewise', ...
        'LearnRateDropPeriod',400, ...
        'LearnRateDropFactor',0.2, ...
        'L2Regularization',optVars.L2Regularization,...
        'Verbose',false, ...
        'Plots','none');

%% 训练混合网络
net = trainNetwork(XrTrain,YrTrain,layers,options);

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