本文提供了基于Python的高斯过程回归(GPR)的实例演示。它介绍了多输入单一输出回归的任务处理,涵盖了从生成虚拟数据到实施预测的完整流程。重点在于构建和训练GPR模型,在数据集上的表现情况以及如何解读预测结果及其不确定度范围;另外,还包括对所建立模型的有效性的多维评测。 适合人群:对机器学习感兴趣并希望通过具体案例深入理解和实际运用高斯过程回归的技术人员。 使用场景及目标:本教程的目标读者群体为想要深入了解高斯过程回归的理论依据以及其实践技巧的人群,特别是在解决涉及非参数数据的小样本回归分析、多指标评估等问题方面寻求方法的人们。 补充说明:尽管本文主要关注于高斯过程模型的具体构建步骤,但它也为感兴趣的个人指明了几项未来的拓展途径,例如改进核心公式以便更好地应对大型数据集合以及其他高级主题,有助于推动项目的不断发展完善。
2025-08-31 18:17:58 38KB 高斯过程回归 机器学习 Python
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内容概要:该文档详细介绍了如何在MATLAB环境中实现使用贝叶斯优化方法训练多层感知机(BO-MLP)完成从多输入到单输出回归预测的工作流。整个流程涵盖了准备合成数据集、建立和训练BO-MLP模型、利用模型对新样本点做出预报以及评估预报准确度,最后还展示了预报效果对比的可视化图形。 适合人群:适用于希望借助于MATLAB工具箱从事机器学习研究尤其是专注于非线性回帰问题解决的数据科学家和工程师。 使用场景及目标:帮助研究人员能够自行搭建BO-MLP神经网络架构,并运用自动超参数寻优手段优化网络配置;旨在提升面对具体应用场景时复杂回归任务的处理能力和泛化能力。 其他说明:文中不仅提供了完整的代码样例和相应的解释说明,而且包含了所有所需的数据准备工作段落,在此基础上读者可根据自己的实际问题灵活调整各组件的具体实现细节来达到更好的应用效果。
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(KELM+SHAP)基于核极限学习机的数据多输入单输出+SHAP可解释性分析的回归预测模型 1、在机器学习和深度学习领域,模型复杂度的不断攀升使得决策过程的可解释性成为研究热点。模型如何做出决策、判断依据的合理性以及特征依赖状况等问题,都亟需科学的分析方法来解答。在此背景下,SHAP(SHapley Additive exPlanations)凭借其坚实的理论基础和强大的解释能力应运而生。​ 2、SHAP 构建于博弈论中的 Shapley 值概念,能够为任意机器学习模型提供局部与全局的解释。其核心思想是将模型预测值分解为每个特征的贡献之和,通过计算特征加入模型时对预测结果的边际贡献,量化各特征对最终决策的影响程度。这种方法不仅能够揭示模型对单一样本的决策逻辑,还可以从整体层面分析模型对不同特征的依赖模式,识别出被过度依赖或忽略的关键特征。​ 3、相较于传统机理模型受困于各种复杂力学方程,难以平衡预测精度与可解释性的局限,采用机器学习和与 SHAP 的混合建模框架,实现了预测性能与解释能力的有机统一。该框架在保障回归模型高精度预测的同时,利用 SHAP 的特征贡献分析能力,将模型的决策过程以直观且符合数学逻辑的方式呈现,为模型优化与决策支持提供了重要依据,有望在多领域复杂系统建模中发挥关键作用。 代码解释: 1.本程序数据采用FO工艺数据库,输入特征为:涵盖膜面积、进料流速、汲取液流速、进料浓度及汲取液浓度。 2.无需更改代码替换数据集即可运行!!!数据格式为excel! 注: 1️⃣、运行环境要求MATLAB版本为2018b及其以上【没有我赠送】 2️⃣、评价指标包括:R2、MAE、MSE、RPD、RMSE等,图很多,符合您的需要 3️⃣、代码中文注释清晰,质量极高 4️⃣、赠送测试数据集,可以直接运行源程序。替换你的数据即
2025-08-12 11:26:09 24KB SHAP KELM
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内容概要:本文详细介绍了使用Matlab实现CNN-Transformer多变量回归预测的项目实例。项目旨在应对传统回归模型难以捕捉复杂非线性关系和时序依赖的问题,通过结合CNN和Transformer模型的优势,设计了一个能够自动提取特征、捕捉长时间依赖关系的混合架构。该模型在处理多维度输入和复杂时序数据方面表现出色,适用于金融市场预测、气候变化建模、交通流量预测、智能制造和医疗健康预测等多个领域。文中还列举了项目面临的挑战,如数据预处理复杂性、高计算开销、模型调优难度等,并给出了详细的模型架构及代码示例,包括数据预处理、卷积层、Transformer层、全连接层和输出层的设计与实现。; 适合人群:对深度学习、时间序列预测感兴趣的科研人员、高校学生以及有一定编程基础的数据科学家。; 使用场景及目标:①适用于金融市场预测、气候变化建模、交通流量预测、智能制造和医疗健康预测等多领域的时间序列回归预测任务;②通过结合CNN和Transformer模型,实现自动特征提取、捕捉长时间依赖关系,增强回归性能和提高泛化能力。; 其他说明:此项目不仅提供了详细的模型架构和代码示例,还强调了项目实施过程中可能遇到的挑战及解决方案,有助于读者深入理解模型的工作原理并在实际应用中进行优化。
2025-08-11 11:29:20 36KB Transformer Matlab 多变量回归 深度学习
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内容概要:本文详细介绍了一个基于改进蜣螂算法(MSADBO)优化卷积长短期记忆神经网络(CNN-LSTM)的多特征回归预测项目。项目旨在通过优化超参数选择,提高多特征回归问题的预测精度。主要内容包括:项目背景、目标与意义、挑战及解决方案、特点与创新、应用领域、模型架构及代码示例。项目通过MSADBO算法自动优化CNN-LSTM模型的超参数,解决了传统方法效率低、易陷入局部最优解等问题。此外,项目还探讨了如何通过数据预处理、特征提取、模型架构设计等手段,提高模型的计算效率、可解释性和适应性。; 适合人群:具备一定机器学习和深度学习基础,对优化算法和时间序列预测感兴趣的科研人员及工程师。; 使用场景及目标:①提高多特征回归问题的预测精度;②优化超参数选择,减少手动调参的工作量;③改进优化算法,提升全局搜索能力;④拓展应用领域,如金融预测、气候变化预测、能源管理等;⑤提高计算效率,减少模型训练时间;⑥增强模型的可解释性和适应性,提升实际应用中的表现。; 其他说明:此项目不仅注重理论研究,还特别考虑了实际应用的需求,力求使模型在真实场景中的表现更为优异。项目代码示例详细展示了从数据预处理到模型预测的完整流程,为读者提供了实践指导。
2025-08-05 21:52:42 44KB Python 超参数优化
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内容概要:本文介绍了基于深度混合核极限学习机(DHKELM)的回归预测方法及其优化算法。DHKELM结合了极限学习机和混合核技巧的优点,适用于处理复杂的非线性问题。文中详细解释了DHKELM的工作原理,包括非线性变换、特征提取和降维。优化算法部分主要介绍了北方苍鹰NGO算法以及其他替代方法,如梯度下降和遗传算法。此外,还提供了Python代码示例,展示了模型的训练和预测过程。最后,通过对多个数据集的实验验证,证明了DHKELM在非线性问题处理方面的优越性能。 适合人群:从事机器学习、数据分析和人工智能领域的研究人员和技术人员。 使用场景及目标:适用于需要处理复杂非线性数据的回归预测任务,旨在提高预测的准确性和稳定性,缩短模型训练时间。 其他说明:尽管DHKELM表现出色,但在处理高维数据时可能需要额外的特征提取方法,优化算法的选择也会显著影响模型性能。未来研究方向包括探索DHKELM在更多领域的应用以及优化方法的改进。
2025-08-01 20:28:56 533KB 深度学习 极限学习机 启发式优化
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内容概要:本文详细介绍了如何使用Matlab实现CNN-BiGRU混合模型进行数据回归预测,尤其适用于带有空间特征和时间依赖的数据,如传感器时序数据或股票行情。文章首先讲解了数据预处理方法,包括数据归一化和滑动窗口策略的应用。接着深入探讨了模型架构的设计,包括卷积层、池化层、双向GRU层以及全连接层的具体配置。文中还分享了训练参数设置的经验,如学习率策略和批处理大小的选择。此外,作者提供了常见的错误及其解决方案,并讨论了模型改进的方向,如加入注意力机制和量化处理。最后,通过实例展示了模型的实际应用效果。 适合人群:具有一定Matlab编程基础和技术背景的研发人员,尤其是从事时间序列数据分析和预测的研究者。 使用场景及目标:①用于处理带有时间和空间特征的数据,如传感器数据、金融数据等;②提高数据回归预测的准确性,特别是在处理波动型数据时;③提供实用的代码模板和调优建议,便于快速应用于实际项目。 其他说明:本文不仅提供了完整的代码实现,还分享了许多实践经验,有助于读者更好地理解和应用CNN-BiGRU模型。
2025-07-22 16:49:05 1.61MB
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内容概要:本文档详细介绍了通过MATLAB实现的基于改进蜣螂算法(MSADBO)优化的卷积神经网络(CNN)-长短期记忆神经网络(LSTM)模型,用于多特征时间序列的回归预测任务。文档强调了传统优化算法存在的局限性,并展示了MSADBO作为一种全局优化手段的优势。通过结合MSADBO优化CNN-LSTM超参数,模型能够在诸如电池寿命、金融市场、气象等领域提供精准可靠的多特征回归预测,极大提升了训练效率与模型性能。文中还提供了详细的模型结构、代码实现及训练效果展示。 适合人群:具有一定机器学习和深度学习基础的技术研究人员、从事数据分析及相关应用开发的工程师。 使用场景及目标:适用于处理复杂、多样化且带有时序特性的多特征数据。目标是在保持较高精度的情况下,优化模型的训练过程,加快收敛速度,减少过拟合的风险。该模型特别适合金融市场的走势预测、天气变化趋势分析以及工业设备的状态监控与预测维护等领域。 其他说明:除了模型构建和代码解析外,文档还探讨了数据预处理的重要性,包括清理、标准化和平滑噪声,以确保高质量的数据供给给神经网络。此外,对于高维优化空间下可能出现的收敛缓慢问题进行了讨论,并提供了
2025-07-21 13:47:41 33KB 优化算法 LSTM MATLAB
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内容概要:本文介绍了随机森林回归预测模型的工作机制及其构建流程,详细阐述了其背后的基础概念如自助采样、特征随机选择和节点分裂规则;接着解释了模型构造过程,包含数据准备阶段的数据收集、清洗、特征工程到生成多个独立决策树的具体方法;再讨论了模型集成过程即由单独决策树组成的'森林'怎样合作做出更加准确稳定的预测。最后探讨了用于评价模型性能的三个关键度量标准:均方误差(MSE)、平均绝对误差(MAE)和决定系数(R²)。此外还提及了一个具体的应用实例——电力负荷预测,在这个过程中,通过整合天气因素及其他相关信息源提升对未来电量消耗趋势的理解与把握。 适用人群:从事数据分析、机器学习相关领域的研究人员和技术从业者,以及希望深入理解随机森林这一强大工具内在运作逻辑的学习者。 使用场景及目标:当面对涉及复杂关系或者存在高度不确定性的情况下需要对连续数值结果作出高质量估计的任务;尤其适用于想要平衡精度与稳健性的项目。此外,文中提到的关于特征选择、数据预处理及评估技巧等内容也可作为一般性指导原则加以借鉴。 其他说明:为了使理论讲解更贴近实际应用场景,文章引用了电力行业中的电力负荷预测案例,不仅展示了如何运用随机森林算法解决现实问题的方法论,也为不同行业的从业者提供了启发性的思路。
2025-07-17 12:45:06 15KB 随机森林 回归分析 电力负荷预测
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内容概要:本文详细介绍了如何使用Python实现基于贝叶斯优化(BO)、卷积神经网络(CNN)和双向长短期记忆网络(BiLSTM)的时序数据回归预测模型。首先阐述了项目背景,指出了传统回归模型在处理非线性、时序性强的数据时的不足,强调了CNN和BiLSTM结合的优势。接着描述了项目的目标与意义,包括构建BO-CNN-BiLSTM回归模型、实现贝叶斯优化的超参数调节、提升预测精度与鲁棒性以及验证模型的可扩展性和泛化能力。随后讨论了项目面临的挑战,如数据预处理、贝叶斯优化的计算开销、卷积神经网络与双向LSTM的融合等问题。最后展示了模型的具体架构设计和代码示例,涵盖数据预处理、模型搭建、训练及贝叶斯优化的部分。 适合人群:对深度学习、时序数据分析感兴趣的科研人员和技术开发者,尤其是有一定Python编程基础的人群。 使用场景及目标:适用于金融市场预测、气象预测、能源需求预测、智能制造与设备监控、医疗健康预测等领域,旨在提高时序数据回归预测的精度和泛化能力。 其他说明:文中提供了完整的代码示例,便于读者理解和复现。此外,还探讨了模型的创新点,如结合CNN与BiLSTM的复合模型、引入贝叶斯优
2025-07-14 11:30:23 38KB 深度学习 贝叶斯优化 BiLSTM 时序数据
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