ML-ROCKET: 基于多层随机卷积核变换的时间序列分类
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科技创新2030—“新一代人工智能”重大项目 (2022ZD0119500); 农业农村部区块链农业应用重点实验室开放课题 (SKDZK20230128); 山东省自然科学基金 (ZR2022MF319); 山东科技大学青年教师教学拔尖人才培养基金 (BJ20211110)


ML-ROCKET: Multi-layer Random Convolutional Kernel Transformation for Time Series Classification
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    摘要:

    针对现有随机卷积核变换(random convolutional kernel transformation, ROCKET)方法在特征提取深度和非线性建模能力上的局限性, 本研究提出ML-ROCKET. 该方法将ROCKET扩展为多层结构, 逐层提取非线性特征, 丰富特征表示并提高分类精度. ML-ROCKET采用二维卷积结构和顺序池化操作, 增强对多变量交互关系和时间序列内部特征的捕捉能力. 此外, 通过引入顺序特征去除(sequential feature detachment, SFD)剪枝策略, 进一步优化ML-ROCKET的性能与推理速度. 实验结果表明, ML-ROCKET在UCR的109个单变量数据集和UEA的26个多变量数据集上的分类精度与最先进的模型相当, 且训练效率显著超越了大多数现有方法.

    Abstract:

    To address the limitations of existing random convolutional kernel transformation (ROCKET) methods in terms of feature extraction depth and nonlinear modeling capability, a method termed ML-ROCKET is proposed. The proposed method extends ROCKET into a multi-layer structure, enabling layer-wise extraction of nonlinear features to enrich feature representations and enhance classification accuracy. A two-dimensional convolution structure combined with sequential pooling operations is adopted to improve the modeling of multivariate interactions and intrinsic temporal patterns. Furthermore, a sequential feature detachment (SFD) pruning strategy is introduced to further optimize both performance and inference speed. Experimental results demonstrate that the proposed method achieves classification accuracy comparable to state-of-the-art models on 109 univariate UCR datasets and 26 multivariate UEA datasets, while significantly outperforming most existing methods in training efficiency.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

刘彤,李一航,倪维健. ML-ROCKET: 基于多层随机卷积核变换的时间序列分类.计算机系统应用,2025,34(10):206-216

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  • 收稿日期:2025-02-27
  • 最后修改日期:2025-03-24
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  • 在线发布日期: 2025-08-28
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