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基于半监督学习的行为建模与异常检测
  • ISSN号:1000-9825
  • 期刊名称:《软件学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP18[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
  • 作者机构:[1]中国科学院自动化研究所模式识别国家重点实验室,北京100080
  • 相关基金:Supported by the National Natural Science Foundation of China under Grant No.60303021(国家自然科学基金);the National High-Tech Research and Development Plan of China under Grant No.2005AA118020(国家高技术研究发展计划(863)).
中文摘要:

提出了一种基于半监督学习的行为建模与异常检测方法.该算法包括以下几个主要步骤:(1)通过基于动态时间归整(DTW)的谱聚类方法获取适量的正常行为样本,对正常行为的隐马尔可夫模型(HMM)进行初始化;(2)通过迭代学习的方法在大样本下进一步训练这些隐马尔可夫模型参数;(3)以监督的方式,利用最大后验(MAP)自适应方法估计异常行为的隐马尔可夫模型参数;(4)建立行为的隐马尔可夫拓扑结构模型,用于异常检测.该方法的主要特点是:能够自动地选择正常行为模式的种类和样本以建立正常行为模型;能够在较少样本的情况下避免隐马尔可夫模型欠学习的问题,建立有效的异常行为模型.实验结果表明,该算法与其他方法相比具有更高的可靠性.

英文摘要:

A simple and efficient method based on semi-supervised learning technique is proposed for behavior modeling and abnormality detection. The method is composed of the following steps: (1) Dynamic time warping (DTW) based spectral clustering method is used to obtain a small set of samples to initialize the hidden Markov models (HMMs) of normal behaviors; (2) The HMMs' parameters are further trained by the method of iterative learning from a large data set; (3) Maximum a posteriori (MAP) adaptation technique is used to estimate the HMMs' parameters of abnormal behaviors from those of normal behaviors; (4) The topological structure of HMM is finally constructed to detect abnormal behaviors. The main characteristic of the proposed method is that it can automatically select the number of normal behavior patterns and samples from the training dataset to build normal behavior models and can effectively avoid the running risk of over-fitting when the HMMs of abnormal behaviors are learned from sparse data. Experimental results demonstrate the effectiveness of the proposed method in comoarison with other related works in the literature.

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期刊信息
  • 《软件学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院软件研究所 中国计算机学会
  • 主编:赵琛
  • 地址:北京8718信箱中国科学院软件研究所
  • 邮编:100190
  • 邮箱:jos@iscas.ac.cn
  • 电话:010-62562563
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-9825
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2560/TP
  • 邮发代号:82-367
  • 获奖情况:
  • 2001年入选中国期刊方阵“双百期刊”,2000年荣获中国科学院优秀科技期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:54609