Entropy measures are effective features for time series classification problems. Traditional entropy measures, such as Shannon entropy, use probability distribution function. However, for the effective separation of time series, new entropy estimation methods are required to characterize the chaotic dynamic of the system. Our concept of Neural Network Entropy (NNetEn) is based on the classification of special datasets (MNIST-10 and SARS-CoV-2-RBV1) in relation to the entropy of the time series recorded in the reservoir of the LogNNet neural network. NNetEn estimates the chaotic dynamics of time series in an original way. Based on the NNetEn algorithm, we propose two new classification metrics: R2 Efficiency and Pearson Efficiency. The efficiency of NNetEn is verified on separation of two chaotic time series of sine mapping using dispersion analysis (ANOVA). For two close dynamic time series (r = 1.1918 and r = 1.2243), the F-ratio has reached the value of 124 and reflects high efficiency of the introduced method in classification problems. The EEG signal classification for healthy persons and patients with Alzheimer disease illustrates the practical application of the NNetEn features. Our computations demonstrate the synergistic effect of increasing classification accuracy when applying traditional entropy measures and the NNetEn concept conjointly. An implementation of the algorithms in Python is presented.


翻译:熵测量是时间序列分类问题的有效特征。传统熵测量,如香农熵,使用概率分布函数。然而,为了有效分离时间序列,需要新的熵估计方法来表征系统的混沌动态。我们提出的神经网络熵(NNetEn)概念是基于MNIST-10和SARS-CoV-2-RBV1中的特殊数据集分类与记录在LogNNet神经网络中的时间序列的熵之间的关系。NNetEn以原创的方式估计时间序列的混沌动态。基于NNetEn算法,我们提出了两个新的分类指标:R2效率和Pearson效率。 NNetEn的有效性通过使用方差分析(ANOVA)分离正弦映射的两个混沌时间序列进行验证。 对于两个接近的动态时间序列(r = 1.1918和r = 1.2243),F-ratio达到了124的值,反映了所引入的分类问题的高效性。对于健康人和患有阿尔茨海默病的患者的脑电信号分类,展示了NNetEn特征的实际应用。我们的计算表明,同时应用传统的熵测量和NNetEn概念时,分类准确度的提高具有协同作用。该算法的Python实现已提供。

0
下载
关闭预览

相关内容

时间序列(或称动态数列)是指将同一统计指标的数值按其发生的时间先后顺序排列而成的数列。时间序列分析的主要目的是根据已有的历史数据对未来进行预测。经济数据中大多数以时间序列的形式给出。根据观察时间的不同,时间序列中的时间可以是年份、季度、月份或其他任何时间形式。
【2023新书】使用Python进行统计和数据可视化,554页pdf
专知会员服务
126+阅读 · 2023年1月29日
【干货书】深度学习数学:理解神经网络,347页pdf
专知会员服务
262+阅读 · 2022年7月3日
【2022新书】高效深度学习,Efficient Deep Learning Book
专知会员服务
117+阅读 · 2022年4月21日
【干货书】开放数据结构,Open Data Structures,337页pdf
专知会员服务
16+阅读 · 2021年9月17日
【MIT干货书】机器学习算法视角,126页pdf
专知会员服务
77+阅读 · 2021年1月25日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年11月20日
神经网络的拓扑结构,TOPOLOGY OF DEEP NEURAL NETWORKS
专知会员服务
31+阅读 · 2020年4月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
在Python中使用SpaCy进行文本分类
专知
24+阅读 · 2018年5月8日
【推荐】ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年12月17日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月22日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月22日
Arxiv
20+阅读 · 2021年2月28日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
在Python中使用SpaCy进行文本分类
专知
24+阅读 · 2018年5月8日
【推荐】ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年12月17日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员