【VMD-LSTM】变分模态分解-长短时记忆神经网络研究(Python代码实现)

在线体验各类最新模型,更有模型 免费Token 额度领取!
立即体验
简介: 【VMD-LSTM】变分模态分解-长短时记忆神经网络研究(Python代码实现)

💥💥💞💞欢迎来到本博客❤️❤️💥💥


🏆博主优势:🌞🌞🌞博客内容尽量做到思维缜密,逻辑清晰,为了方便读者。


⛳️座右铭:行百里者,半于九十。


📋📋📋本文目录如下:🎁🎁🎁


目录


💥1 概述


1.1 变分模态分解算法


1.2 LSTM


📚2 运行结果编辑


🎉3 参考文献


🌈4 Python代码实现


💥1 概述

参考文献:


a9a3e0ea63124a3594616cba452f05e8.png


1.1 变分模态分解算法

变分 模 态 分 解 ( variational mode decomposition,VMD) 算法是由 Dragomiretskiy 等提出的一种自动自适应、非递归的信号处理方法。此算法克服了 EMD 及其改进算法端点效应和模态分量


混叠的问题,可以将非稳定性、非线性且复杂度高的信号分解为多个相对平稳的子序列,在求解过


程中可自适应匹配最佳中心特征,极大程度地迎合高频率复杂信号的分解。


1.2 LSTM

长短时记忆( long-short term memory,LSTM) 神经网络是 Hochreiter 等提出的一种改进后的循环式神经网络,可有效解决循环式神经网络存在的梯度爆炸和阶段性梯度消失的问题。在传统


循环式神经网络基础上,在隐含层增设记忆模块,可使信息较长时间地储存和遗传,其结构如图 1


所示。


fdaa91c48a8c476793f80bc2cb793656.png


📚2 运行结果


573d1e200a6449b8a945cc4d8129c883.png

d05b1bc3d4e1401baa985e337876ba7b.png


部分代码:

def GRU_predict(data=None, epochs=100, predict_duration=len(test), fitting=None): 
    trainX,trainY,scalarY = create_train_test_set(data, co_imf_predict_for_fitting=fitting) 
    x_train,x_test = trainX[:-predict_duration],trainX[-predict_duration:] 
    y_train,y_test = trainY[:-predict_duration],trainY[-predict_duration:]
    train_X = x_train.reshape((x_train.shape[0], x_train.shape[1], x_train.shape[2])) 
    test_X = x_test.reshape((x_test.shape[0], x_test.shape[1], x_test.shape[2])) 
    model = GRU_model(train_X.shape) 
    patience = epochs//10 
    EarlyStop = EarlyStopping(monitor='val_loss', patience=5*patience, verbose=0, mode='auto') 
    Reduce = ReduceLROnPlateau(monitor='val_loss', patience=patience, verbose=0, mode='auto')
    history = model.fit(train_X, y_train, epochs=epochs, batch_size=32, validation_split=0.1, verbose=0, shuffle=True, callbacks=[EarlyStop,Reduce]) 
    y_test_predict = model.predict(test_X) 
    df_gru_evaluation = evaluation_model(y_test, y_test_predict) 
    y_test_predict = y_test_predict.ravel().reshape(-1,1) 
    y_test_predict_result = scalarY.inverse_transform(y_test_predict) 
    y_test_raw = scalarY.inverse_transform(y_test)    
    df_predict_raw = pd.DataFrame({'raw': y_test_raw.ravel(), 'predict': y_test_predict_result.ravel()}, index=range(len(y_test_raw))) # Output
    df_train_loss= pd.DataFrame({'loss': history.history['loss'], 'val_loss': history.history['val_loss']}, index=range(len(history.history['val_loss'])))
    return df_predict_raw, df_gru_evaluation, df_train_loss


🎉3 参考文献

部分理论来源于网络,如有侵权请联系删除。


[1]邴其春,张伟健,沈富鑫,胡嫣然,高鹏,刘东杰.基于变分模态分解和LSTM的短时交通流预测[J].重庆理工大学学报(自然科学),2023,37(05):169-177.


🌈4 Python代码实现


相关文章
|
11月前
|
机器学习/深度学习 算法 安全
【PSO-LSTM】基于PSO优化LSTM网络的电力负荷预测(Python代码实现)
【PSO-LSTM】基于PSO优化LSTM网络的电力负荷预测(Python代码实现)
458 0
|
机器学习/深度学习 算法 数据挖掘
基于WOA鲸鱼优化的BiLSTM双向长短期记忆网络序列预测算法matlab仿真,对比BiLSTM和LSTM
本项目基于MATLAB 2022a/2024b实现,采用WOA优化的BiLSTM算法进行序列预测。核心代码包含完整中文注释与操作视频,展示从参数优化到模型训练、预测的全流程。BiLSTM通过前向与后向LSTM结合,有效捕捉序列前后文信息,解决传统RNN梯度消失问题。WOA优化超参数(如学习率、隐藏层神经元数),提升模型性能,避免局部最优解。附有运行效果图预览,最终输出预测值与实际值对比,RMSE评估精度。适合研究时序数据分析与深度学习优化的开发者参考。
|
机器学习/深度学习 算法 数据安全/隐私保护
基于GA遗传优化的BiLSTM双向长短期记忆网络序列预测算法matlab仿真,对比BiLSTM和LSTM
本内容包含基于BiLSTM与遗传算法(GA)的算法介绍及实现。算法通过MATLAB2022a/2024b运行,核心为优化BiLSTM超参数(如学习率、神经元数量),提升预测性能。LSTM解决传统RNN梯度问题,捕捉长期依赖;BiLSTM双向处理序列,融合前文后文信息,适合全局信息任务。附完整代码(含注释)、操作视频及无水印运行效果预览,适用于股票预测等场景,精度优于单向LSTM。
|
机器学习/深度学习 算法 数据安全/隐私保护
基于PSO粒子群优化TCN-LSTM时间卷积神经网络时间序列预测算法matlab仿真
本内容展示了一种基于粒子群优化(PSO)与时间卷积神经网络(TCN)的时间序列预测方法。通过 MATLAB2022a 实现,完整程序运行无水印,核心代码附详细中文注释及操作视频。算法利用 PSO 优化 TCN 的超参数(如卷积核大小、层数等),提升非线性时间序列预测性能。TCN 结构包含因果卷积层与残差连接,结合 LSTM 构建混合模型,经多次迭代选择最优超参数,最终实现更准确可靠的预测效果,适用于金融、气象等领域。
|
10月前
|
机器学习/深度学习 数据采集 资源调度
基于长短期记忆网络定向改进预测的动态多目标进化算法(LSTM-DIP-DMOEA)求解CEC2018(DF1-DF14)研究(Matlab代码实现)
基于长短期记忆网络定向改进预测的动态多目标进化算法(LSTM-DIP-DMOEA)求解CEC2018(DF1-DF14)研究(Matlab代码实现)
415 0
|
10月前
|
机器学习/深度学习 算法 PyTorch
【Pytorch框架搭建神经网络】基于DQN算法、优先级采样的DQN算法、DQN + 人工势场的避障控制研究(Python代码实现)
【Pytorch框架搭建神经网络】基于DQN算法、优先级采样的DQN算法、DQN + 人工势场的避障控制研究(Python代码实现)
266 1
|
10月前
|
机器学习/深度学习 算法 PyTorch
【DQN实现避障控制】使用Pytorch框架搭建神经网络,基于DQN算法、优先级采样的DQN算法、DQN + 人工势场实现避障控制研究(Matlab、Python实现)
【DQN实现避障控制】使用Pytorch框架搭建神经网络,基于DQN算法、优先级采样的DQN算法、DQN + 人工势场实现避障控制研究(Matlab、Python实现)
416 0
|
10月前
|
机器学习/深度学习 传感器 数据采集
基于贝叶斯优化CNN-LSTM混合神经网络预测(Matlab代码实现)
基于贝叶斯优化CNN-LSTM混合神经网络预测(Matlab代码实现)
1327 0
|
11月前
|
机器学习/深度学习 算法 调度
基于遗传算法GA算法优化BP神经网络(Python代码实现)
基于遗传算法GA算法优化BP神经网络(Python代码实现)
663 0
|
11月前
|
机器学习/深度学习 数据采集 TensorFlow
基于CNN-GRU-Attention混合神经网络的负荷预测方法(Python代码实现)
基于CNN-GRU-Attention混合神经网络的负荷预测方法(Python代码实现)
597 0

热门文章

最新文章

推荐镜像

更多