Machine learning 如何使用机器学习从一系列数据计算状态图?

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通用配方

我有一个数据集,由一系列点组成,每个点有12个特征

我对检测此数据中的事件感兴趣

在训练数据中,我知道事件发生的时刻。 当事件发生时,我可以在事件之前的点序列中看到一个可观察的模式。该图案由大约300个连续点构成

我感兴趣的是检测事件何时以无限的点序列发生

分析发生在事后。我对预测事件是否会发生不感兴趣

具体例子

你可以跳过这一节

我正在打造一款可穿戴设备,需要在老人摔倒时进行检测。它将被戴在手腕上,就像手表一样,它有一个IMU(三轴加速计、三轴陀螺仪和磁强计)

最相关的数据是Z轴上的绝对加速度,但还有许多其他信息需要考虑,因为手的运动很复杂,可能会产生许多误报

基于绝对Z加速度的人类可观察模式由3种状态组成:

  • 向地面的加速度
  • 沿Z轴的冲击加速度
  • 沉默-非常小的动作
  • 这些状态可以通过监督学习进一步扩展,并应考虑可穿戴坐标系和绝对坐标系中的其他加速度以及表示为Euler和四元数的旋转向量

    方法

    我的想法是找到一种使用训练数据计算状态图的算法,在每个状态中都有一些基于12个特征的阈值。如果超过阈值,则状态将根据图表进行更改

    你们觉得怎么样

    马尔可夫模型?

    如果我有兴趣在事件发生之前,根据300个模式的200个起始点,通过示例预测事件,那么马尔可夫模型就会起作用

    但我有兴趣在模式结束后不久检测事件,无需预测


    我不确定马尔可夫模型是否适用,是否适用,我不知道如何计算模型。

    隐马尔可夫模型对于序列中的事件检测来说并不少见,特别是将特定事件的帧与序列中的“背景信号”分离

    最基本的实现方法是连接2个HMM,一个专门用于“信号”建模,另一个专门用于背景建模,适当组合以允许像背景-->信号-->背景这样的转换

    一个具体的例子是语音识别中的关键词识别(将“关键词”与背景信号分开)。本手册第11.2节中有简要说明。参考中的图11.1可能是您正在寻找的模型拓扑

    其他替代方法是带有滑动窗口的二元分类。例如,在(其他备选方案中)中对此进行了讨论