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基于数据复杂度的深度网络结构选择与调优

基于数据复杂度的深度网络结构选择与调优

作者：胡贤华南理工大学

学位级别：硕士

近年来深度学习广泛应用于各领域,但深度学习中网络结构的有效选择与调优仍然面临着巨大的挑战。目前,选择网络结构主要根据准确率、先验知识,如专家经验等,需要大量的时间和具备专业的知识。作为深度学习常用的模型之一,栈式自编码(SA... 详细信息

近年来深度学习广泛应用于各领域,但深度学习中网络结构的有效选择与调优仍然面临着巨大的挑战。目前,选择网络结构主要根据准确率、先验知识,如专家经验等,需要大量的时间和具备专业的知识。作为深度学习常用的模型之一,栈式自编码(SAE),因其包含两个学习阶段,从而基于先验知识的方法很难有效地选择其网络结构。本文中,我们提出了一种基于数据复杂度的SAE网络结构选择的方法。数据复杂度(Data Complexity,DC)通过描述数据的几何分布特性来度量分类问题的困难程度,被广泛应用于特征分析和分类器选择。本文通过DC量化网络隐含层特征的判别能力,验证了DC较低的网络结构能够取得更好的泛化能力,进而提出了在SAE无监督阶段基于DC选择网络结构的有效方法和有监督阶段基于DC正则的模型优化策略。实验验证了我们的方法明显优于基于准确率选择网络结构的方法,且基于DC正则的策略能有效加快模型收敛的速度。我们可以通过调整已有模型的网络结构来满足存储需求或提升性能。参数剪枝、编码等调优网络结构的策略,被广泛应用于大型网络的结构压缩中,但训练大型网络的时间成本很高。可视化网络隐含层特征能有效调优图像识别模型的网络结构,但对于某些应用,网络隐含层可视化不具有意义,且准确率不能有效地评估模型的表现差异,以至于调优网络结构十分困难。本文中,我们基于在线广告点击率预估的深度学习模型进行研究,通过分析网络隐含层特征泛化能力与网络结构调优之间的关系,提出了基于DC的全连接网络(FCN)结构调优的有效方法。同时,我们研究了卷积神经网络(CNN)学习广告无自然序特征的模型,结合CNN网络结构与特征之间的关系,提出了多特征序的生成方法并应用于CNN网络结构调优。实验结果表明基于DC的方法调优的网络结构模型在性能上取得了明显的提升。

关键词：深度学习数据复杂度结构选择结构调优

基于充分统计量的数据复杂度增量学习方法研究

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电脑编程技巧与维护 2014年第16期 62-63,79页

作者：李杰邢延蔡延光广东工业大学自动化学院广州510006

数据复杂度是衡量数据类别可分性的指标,能够对数据预处理、分类器选择等环节提供有效的指导信息。但现有的数据复杂度计算方法不具备增量学习的功能,从而限制了它们的实际应用。研究结果表明可以通过计算充分统计量来实现增量学习功能... 详细信息

数据复杂度是衡量数据类别可分性的指标,能够对数据预处理、分类器选择等环节提供有效的指导信息。但现有的数据复杂度计算方法不具备增量学习的功能,从而限制了它们的实际应用。研究结果表明可以通过计算充分统计量来实现增量学习功能的4个数据复杂度指标。实验结果验证,这些数据复杂度指标增量学习的有效性。

关键词：数据复杂度增量学习分类充分统计量

基于数据复杂性的信息系统复杂度测量方法的有效性验证

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管理学报 2017年第4期14卷 590-599页

作者：尹隽王念新葛世伦刘伟江苏科技大学经济管理学院盐城工学院管理学院

考虑到基于数据复杂性的信息系统复杂度测量方法提出的时间短、应用案例较少,通过对相同案例的应用研究,将该方法与基于功能分解角度的信息系统体系结构复杂度测量方法进行比较,验证了基于数据复杂性的信息系统复杂度测量方法的有效性... 详细信息

考虑到基于数据复杂性的信息系统复杂度测量方法提出的时间短、应用案例较少,通过对相同案例的应用研究,将该方法与基于功能分解角度的信息系统体系结构复杂度测量方法进行比较,验证了基于数据复杂性的信息系统复杂度测量方法的有效性。比较分析的结果表明,该方法相较于传统信息系统复杂度测量方法,具有测量模型更加全面、测量方法的动态性考虑更充分等优势。

关键词：信息系统复杂性数据复杂度系统结构复杂性功能分解信息熵

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面向文本语料库的数据模型及其查询问题

小型微型计算机系统 2015年第8期36卷 1711-1716页

作者：刘鼎甲刘国华刘泽权王伟燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004 东华大学计算机科学与技术学院上海200051 燕山大学外国语学院河北秦皇岛066004

语料库为语言研究和自然语言处理提供基础数据服务.传统语料库数据缺乏规范的数据模型,导致无法科学的评价查询结果,大大降低了数据可用性.针对该问题,提出一种面向语料库的数据模型,并讨论了其上的查询问题.首先,给出语料库数据的形式... 详细信息

语料库为语言研究和自然语言处理提供基础数据服务.传统语料库数据缺乏规范的数据模型,导致无法科学的评价查询结果,大大降低了数据可用性.针对该问题,提出一种面向语料库的数据模型,并讨论了其上的查询问题.首先,给出语料库数据的形式化定义,其次,在关系模型的基础上提出一种面向文本语料库的数据模型,并证明了模型的完备性,在此基础上,扩展传统语料库以KWIC(Key Word In Context)输出为中心的查询语义,定义了语料库数据的查询问题KWIC-EXTENTION.最后,证明这些查询问题的数据复杂度,其中,正匹配查询、负匹配查询、析取匹配查询、n-临近匹配查询的数据复杂度是AC0的,临近正匹配查询的数据复杂度是PTIME(Polynomial Time)的,临近负匹配查询问题的数据复杂度是PSPACE(Polynomial Space)的.这些结论为语料库数据模型和查询方法的研究奠定了理论基础.

关键词：语料库数据模型查询数据复杂度关系模型

基于迭代延长纠错输出编码的微阵列数据多分类方法

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厦门大学学报（自然科学版） 2018年第3期57卷 396-403页

作者：钟天云刘昆宏王备战厦门大学软件学院福建厦门361005

微阵列技术使快速大量检测基因成为可能,人们迫切需要利用该技术提高疾病诊断水平.因此,对微阵列数据的分析研究迅速发展,其中以数据多类分类研究尤为突出.但由于微阵列数据具有特征多、样本少的特点,使得传统统计学习方法分类效果欠佳... 详细信息

微阵列技术使快速大量检测基因成为可能,人们迫切需要利用该技术提高疾病诊断水平.因此,对微阵列数据的分析研究迅速发展,其中以数据多类分类研究尤为突出.但由于微阵列数据具有特征多、样本少的特点,使得传统统计学习方法分类效果欠佳.为了针对微阵列数据特点解决多类分类问题,提出了一种迭代延长纠错输出编码(iterative extension error correct output coding,IE-ECOC)的算法.在几个特征子集上,配合与特征相关的数据复杂度,利用一种基于二叉树的编码方法生成一个列池,并提出一种择列策略构造编码矩阵;然后,依据迭代验证结果延长矩阵.对癌症基因微阵列进行分类实验,结果显示,IE-ECOC对特征多、样本少的数据具有针对性,且与一些经典的ECOC算法相比,可以产生较好的结果,IE-ECOE算法效果也在实验中得到了验证.

关键词：微阵列纠错输出编码多分类算法癌症基因数据复杂度

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移动数据库视图更新算法研究

计算机工程与应用 2005年第24期41卷 178-181页

作者：吕王英周波浙江大学计算机科学与技术学院杭州310027

由于移动无线网络的不稳定特性,有必要在移动主机端缓存数据。在移动数据库应用中,数据缓存采取实体化视图形式,由位于固定网络中的视图管理器来维护。为了减少无线传输量,使用视图增量更新算法。但是当网络带宽不足时,只能选择一部分... 详细信息

由于移动无线网络的不稳定特性,有必要在移动主机端缓存数据。在移动数据库应用中,数据缓存采取实体化视图形式,由位于固定网络中的视图管理器来维护。为了减少无线传输量,使用视图增量更新算法。但是当网络带宽不足时,只能选择一部分增量进行更新。于是有人提出了根据动态的数据新鲜度优先级进行排队的视图更新算法PIU算法,但是这种算法仅仅考虑了视图整体数据的动态新旧度,即平均时间因素,所以仍存在许多缺陷。为了弥补这些缺陷,在这基础上,引入用户的访问概率和数据的复杂度两个因素,提出改进的PIU算法,有效地改善移动数据库视图更新的面向用户性、实时性和一致性。

关键词：移动数据库实体化视图视图增量更新数据新鲜度访问概率数据复杂度 Priority 改进的PIU算法

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基于卡方统计量的多差分攻击方法

电子学报 2014年第9期42卷 1775-1780页

作者：高海英金晨辉张军琪解放军信息工程大学河南郑州450001

为了精确地估计分组密码算法抵抗差分攻击的能力,在已知多个具有高概率差分特征的条件下,提出了基于卡方统计量的多差分攻击方法.分析了正确密钥和错误密钥对应的统计量的分布规律,给出了多差分攻击方法的成功率、数据复杂度和计算复杂... 详细信息

为了精确地估计分组密码算法抵抗差分攻击的能力,在已知多个具有高概率差分特征的条件下,提出了基于卡方统计量的多差分攻击方法.分析了正确密钥和错误密钥对应的统计量的分布规律,给出了多差分攻击方法的成功率、数据复杂度和计算复杂度的关系.在分组密码算法的差分特征概率未知的条件下,该方法仍然是适用的.

关键词：分组密码多差分密码分析差分特征数据复杂度成功率

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分组密码TWINE的中间相遇攻击

软件学报 2015年第10期26卷 2684-2695页

作者：汪艳凤吴文玲中国科学院软件研究所可信计算与信息保障实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049

将Biclique初始结构与标准的三子集中间相遇攻击相结合,给出了一种普遍的中间相遇攻击模式.与Biclique分析相比,该模式下的攻击作为算法抗中间相遇攻击的结果更为合理.进一步地,评估了算法TWINE抗中间相遇攻击的能力,通过合理选择中立... 详细信息

将Biclique初始结构与标准的三子集中间相遇攻击相结合,给出了一种普遍的中间相遇攻击模式.与Biclique分析相比,该模式下的攻击作为算法抗中间相遇攻击的结果更为合理.进一步地,评估了算法TWINE抗中间相遇攻击的能力,通过合理选择中立比特位置以及部分匹配位置,给出了18轮TWINE-80以及22轮TWINE-128算法的中间相遇攻击结果.到目前为止,这是TWINE算法分析中数据复杂度最小的攻击结果.

关键词：分组密码 TWINE 中间相遇攻击 Biclique 数据复杂度

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ARIA分组密码算法的不可能差分攻击

计算机研究与发展 2018年第6期55卷 1201-1210页

作者：谢高淇卫宏儒北京科技大学数理学院北京100083

ARIA密码是2003年由韩国学者提出,并在2004年被选为韩国分组密码标准的新的分组密码算法.为了使用不可能差分方法对ARIA密码算法进行安全性分析,首先,根据ARIA密码的结构特征,构造一条4轮不可能差分路径,通过在不可能差分路径前面增加2... 详细信息

ARIA密码是2003年由韩国学者提出,并在2004年被选为韩国分组密码标准的新的分组密码算法.为了使用不可能差分方法对ARIA密码算法进行安全性分析,首先,根据ARIA密码的结构特征,构造一条4轮不可能差分路径,通过在不可能差分路径前面增加2轮、后面增加1轮的方式,对7轮ARIA密码算法进行不可能差分攻击.研究结果表明:7轮攻击共需要2119选择明文和大约2218次7轮加密运算.与已有结果相比较,该次攻击进一步降低了数据复杂度和时间复杂度.同时,在4轮不可能差分路径基础上,通过前面增加2轮、后面增加2轮的方式,首次提出了对ARIA密码算法的8轮不可能差分的新攻击.研究结果表明:8轮不可能差分攻击共需要2207选择明文和大约2346次8轮加密运算,已超过穷举搜索的攻击复杂度,故可认为在该路径下的8轮不可能差分攻击中ARIA密码算法是安全的.

关键词：分组密码 ARIA密码不可能差分时间复杂度数据复杂度