Energy Disaggregation via Deep Temporal Dictionary Learning

自编码 深度学习 计算机科学 人工智能 集合(抽象数据类型) 歧管(流体力学) 非线性系统 能量(信号处理) 数据集 算法 模式识别(心理学) 数学 工程类 物理 电气工程 统计 程序设计语言 机械工程 量子力学
作者
Mahdi Khodayar,Jianhui Wang,Zhaoyu Wang
出处
期刊:IEEE transactions on neural networks and learning systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:31 (5): 1696-1709 被引量:65
标识
DOI:10.1109/tnnls.2019.2921952
摘要

This paper presents a novel nonlinear dictionary learning (DL) model to address the energy disaggregation (ED) problem, i.e., decomposing the electricity signal of a home to its operating devices. First, ED is modeled as a new temporal DL problem where a set of dictionary atoms is learned to capture the most representative temporal features of electricity signals. The sparse codes corresponding to these atoms show the contribution of each device in the total electricity consumption. To learn powerful atoms, a novel deep temporal DL (DTDL) model is proposed that computes complex nonlinear dictionaries in the latent space of a long short-term memory autoencoder (LSTM-AE). While the LSTM-AE captures the deep temporal manifold of electricity signals, the DTDL model finds the most representative atoms inside this manifold. To simultaneously optimize the dictionary and the deep temporal manifold, a new optimization algorithm is proposed that alternates between finding the optimal LSTM-AE and the optimal dictionary. To the best of authors' knowledge, DTDL is the only DL model that understands the deep temporal structures of the data. Experiments on the Reference ED Data Set show an outstanding performance compared with the recent state-of-the-art algorithms in terms of precision, recall, accuracy, and F-score.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
酷波er应助wujun采纳,获得10
刚刚
GU发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
吕妍完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
777发布了新的文献求助10
1秒前
眼泪成诗发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
清水胖子发布了新的文献求助10
2秒前
4秒前
Yiding发布了新的文献求助10
5秒前
淡淡乐巧发布了新的文献求助20
5秒前
thirty完成签到,获得积分20
5秒前
瘦瘦煎饼完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
SYHWW发布了新的文献求助10
6秒前
小于发布了新的文献求助10
6秒前
专注白安发布了新的文献求助10
7秒前
含蓄夏瑶完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
爆米花应助大大泡泡糖采纳,获得10
8秒前
共享精神应助Wshtiiiii采纳,获得10
8秒前
天天快乐应助Yulin Yu采纳,获得10
9秒前
9秒前
科研通AI2S应助扎心采纳,获得10
9秒前
焱焱发布了新的文献求助10
10秒前
小哲完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
12秒前
赘婿应助往昔采纳,获得10
12秒前
13秒前
海4015应助选课采纳,获得30
13秒前
LE发布了新的文献求助30
14秒前
15秒前
萧水白应助一一采纳,获得10
15秒前
六个核桃发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
17秒前
顾矜应助STAN采纳,获得10
17秒前
高分求助中
System in Systemic Functional Linguistics A System-based Theory of Language 1000
The Data Economy: Tools and Applications 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 800
Essentials of thematic analysis 700
Mantiden - Faszinierende Lauerjäger – Buch gebraucht kaufen 600
PraxisRatgeber Mantiden., faszinierende Lauerjäger. – Buch gebraucht kaufe 600
A Dissection Guide & Atlas to the Rabbit 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3119837
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2770280
关于积分的说明 7703883
捐赠科研通 2425650
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1288160
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 620913
版权声明 599970