基于自适应流形正则化自表示的无监督特征选择算法

针对基于流形正则化自表示(MRSR)的无监督特征选择算法直接从原始的样本空间构造相似矩阵可能会 导致重构空间中样本的相似性描述得不够准确的问题,提出了基于自适应流形正则化自表示的无监督特征选择 (AMRSR)算法。 基于自适应流形正则化自表示的无监督特征选择算法在 MRSR 算法的基础上通过对相似矩阵施 加概率最近邻约束将相似矩阵的学习嵌入到优化过程中,在重构空间中自适应地学习样本的相似性,使得在每一 次迭代中获取更加精确的样本局部几何流形结构,从而选择具有代表性且保持局部几何流形结构的特征。 最后, 在四个公开数据集上进行了大量的对比实验,通过将算法的特征选择结果用于 K-means 聚类并采取两种常见的聚 类评价指标:聚类精确度和归一化互信息评价聚类效果。 实验结果表明,AMRSR 算法与现有的一些算法相比有更 高的聚类精确度和归一化互信息,进一步表明该算法特征选择效果更好。     

基于自适应邻域和自表示正则的无监督特征选择算法

为了更好地预处理未标记数据,大多数基于图正则的无监督特征选择算法通过构造样本的相似性矩阵来删除冗余信息并选择具有代表性的特征子集。这些方法中的大多数图都是用固定数量的近邻数来初始化,忽略了数据分布不均匀的问题。为了解决这个问题,提出了一种基于自适应邻域和自表示正则的无监督特征选择算法(Adaptive neighborhood regularized self-representation, ANRSR)来选择具有代表性和判别性的特征子集。为了保留局部内在结构,该算法将基于自适应邻域的流形正则化运用到自表示模型中,并利用了一种迭代方法来解决此优化问题。最后,选取4种经典的无监督特征选择算法,在几个基准数据集上进行了对比实验,验证所提算法能够选出具有更高聚类精度和互信息的判别性特征子集。     

融合流形距离与标签传播的改进密度峰值聚类

密度峰值算法依赖于欧式距离实现局部密度的选择,该算法在处理高维数据、存在密度不均匀的类簇的数据集上效果不是很理想。针对以上问题,提出一种融合流形距离与标签传播的改进密度峰值聚类算法(Improved Density Peak Clustering Combining Manifold Distance and Label Propagation,简称DPC-ML)。DPC-ML使用流形距离进行距离度量并形成流形距离矩阵,同时定义了一种局部密度,将流形距离与局部密度融合,让局部密度反映出一定的局部距离信息。实验数据表明该算法在处理不同形状,密度不均匀的类簇上有着良好的性能。而且通过绘制决策图发现在不同的人工数据集上的实验显示DPC-ML算法重新定义的局部密度对于类簇中心点的选择区分度更高。由于引入了新的参数邻近点数,故也探究了邻近点数对聚类结果的影响,发现在聚类指标在刚成为连通图时效果最好,进一步证明了流形距离可以对聚类结果性能有所提高。     

基于流形距离的段混合聚类算法研究

聚类分析是一种数据缩减技术,即基于数据特征的相似性将数据聚集成不同的类,是数据挖掘中一种非常有效的工具,得到了人们广泛的关注。从聚类算法中的相似性度量问题入手,采用基于流形距离的相似性度量替代传统的基于欧氏距离的相似性度量,通过二阶段聚类解决引入流形距离带来的计算量增大问题,并将这种聚类算法应用到聚类分析当中。     

非线性多视角子空间聚类方法

不同视角特征构成的数据比单视角特征具有更多的信息,充分利用多视角特征可以提高聚类效果.由于不同视角空间中的特征不具有可比性,基于线性表示理论的子空间学习方法通过学习表示矩阵挖掘互补信息.但现实数据多是非线性的,线性表示理论不利于发现数据的非线性关系.针对该问题,采用非线性投影及流形正则项来刻画多视角下的非线性数据,实验结果表明,所提方法能够对多视角数据进行有效聚类.     

基于自编码器的电力负荷聚类分析

电力负荷聚类分析研究是负荷特性模拟、需求侧管理等应用的基础。针对负荷数据日趋多样性、随机性,传统K-means算法无法有效处理高维数据,且存在人工给定聚类数目K值及随机选取初始聚类中心易收敛至局部最优的问题,本文提出一种基于自编码器(Auto-Encoder,AE)降维的电力负荷聚类方法。首先利用自编码器网络对采集的负荷数据提取特征,降低数据维度,然后通过密度权值Canopy算法对降维后的数据预聚类,得到初始聚类中心和最优聚类数目K值,将预聚类结果结合K-means算法进行聚类。算例结果表明,该方法能够有效对负荷数据进行特征提取,并减少聚类过程中的复杂度,提高了聚类结果准确度和聚类效率。     

基于Grassmann流形距离的动作识别

利用时空兴趣点间的位置及局部特征相似度信息,提出一种局部邻域特征以描述局部数据结构,然后引入核主角度及Grassmann流形距离以度量2个邻域特征距离,通过构造随机流形森林学习数据样本在Grassman流形上的类条件概率密度函数,最后使用多核学习算法实现对随机流形树的剪辑及动作分类.在KTH及UCF-CIL动作数据库的实验证明:所提动作表示方法能有效描述人体运动信息,且该动作识别算法的识别率优于近年提出的典型动作识别系统.     

考虑空间格局的谱聚类算法及其应用

采用基于划分的空间聚类方法对地理要素进行聚类时,若仅考虑属性数据,得到与实际空间分布不相符的聚类结果。提出一种考虑空间对象属性特征和空间位置关系的谱聚类方法,首先,计算空间对象的局部离群指数,结合空间格局将样本中的异常点剔除,然后以空间临近为约束条件进行谱聚类分析。以包头地区土壤重金属形态数据为例进行聚类分析,分析结果表明:该方法能够克服谱聚类对初始聚类中心敏感的问题,既能反映属性特征数据的相似程度,又能反映对象的空间分布特性,对空间对象的聚类分析效果优于传统的谱聚类算法。     

一种基于扩散映射的化工过程IWO-FCM数据挖掘算法

针对实际化工过程数据具有高维、非线性等特征而难以进行聚类分析的问题,提出一种基于扩散映射的IWO-FCM算法.该算法先利用扩散映射提取高维数据的低维流形特征,整合数据的局部特征使原始数据的几何信息得以保留,然后用IWO-FCM算法对低维流形数据进行聚类分析.试验通过对TE过程多个故障数据集进行测试,与获取数据低维特征后使用FCM算法相比,结果表明,IWO-FCM算法具有较强的稳定性和鲁棒性,比FCM算法具有更强的寻优能力和更好的收敛效果,聚类效果明显改善,能够快速有效地识别故障特征,验证了其有效性和优越性.     

基于伪标签回归和流形正则化的无监督特征选择算法

无监督特征选择是无标签高维数据预处理过程中一种有效的数据降维技术，然而大多数无监督特征选择算法忽略了数据样本本身的类簇结构特性，选择具有低判别性信息的特征.基于此，提出一种基于伪标签回归和流形正则化的无监督特征选择算法.具体地，联合伪标签回归和最大化类间散度来保证算法在迭代过程中学习伪标签，同时，自适应学习数据样本之间的局部几何结构，获得更加精准的标签信息和结构信息，进而选择具有高判别性且能保持数据流形结构的特征.在四个公开数据集上的对比实验表明，提出算法的特征选择结果优于现有的一些无监督特征选择算法.     

投影自表示无监督极限学习机

无监督极限学习机在投影过程中保持原始高维空间中的稀疏或近邻结构,样本在高维空间中存在冗余信息,原始的数据结构不一定适应于投影后的低维特征空间.为此,结合无监督极限学习机和子空间聚类的自表示学习,提出投影自表示无监督极限学习机模型.该模型是面向聚类的特征提取方法,在投影过程中学习自表示子空间结构,从而使无监督极限学习机提取的特征自适应于聚类任务.在IRIS数据集、 6个基因表达和2个医学影像高维数据集上进行实验,结果表明该模型和算法是有效的.     

Unsupervised Nonlinear Adaptive Manifold Learning for Global and Local Information

In this paper, we propose an Unsupervised Nonlinear Adaptive Manifold Learning method(UNAML) that considers both global and local information. In this approach, we apply unlabeled training samples to study nonlinear manifold features, while considering global pairwise distances and maintaining local topology structure. Our method aims at minimizing global pairwise data distance errors as well as local structural errors. In order to enable our UNAML to be more efficient and to extract manifold features from the external source of new data, we add a feature approximate error that can be used to learn a linear extractor. Also, we add a feature approximate error that can be used to learn a linear extractor. In addition, we use a method of adaptive neighbor selection to calculate local structural errors. This paper uses the kernel matrix method to optimize the original algorithm. Our algorithm proves to be more effective when compared with the experimental results of other feature extraction methods on real face-data sets and object data sets.     

正交基低冗余无监督特征选择法

借鉴基于正则回归的无监督并行正交基聚类特征选择法和最大互信息系数,提出正交基低冗余无监督特征选择法.该方法在正交基下选择具有判别能力的特征,可用最大互信息系数矩阵选择低冗余性的特征子集. 4个图像数据集上的实验结果表明:该方法选择的特征子集可以提高聚类准确率.     

一种改进的多光谱遥感图像超像素分割算法

针对简单线性迭代聚类算法在多光谱遥感图像超像素分割中存在的未充分利用图像特征信息及超像素尺寸、 数量固定导致分割精度较低的问题, 提出将流形 简单线性迭代聚类算法引入到遥感图像超像素分割任务中, 并对其进行改进. 首先, 给出一种基于彩色局部二进制模式改进的多光谱遥感图像纹理特征提取方法; 其次, 扩展流形 简单线性迭代聚类算法的光谱空间, 使算法可以适应高维图像数据; 最后, 改进流形 简单线性迭代聚类算法的聚类距离度量, 融合图像的多段光谱特征、 空间特征及纹理特征对像素进行迭代聚类, 实现内容敏感超像素分割. 实验结果表明, 与现有方法相比, 该算法对多光谱遥感图像的超像素分割结果更准确, 在边缘召回率、 欠分割误差、 可达细分精度指标上均有提升, 能改善多光谱遥感图像分割预处理方法中精度较低的问题.     

基于自适应邻域互信息与谱聚类的特征选择

借鉴邻域粗糙集处理连续型数据的优势,为解决传统谱聚类算法需要人工选取参数的问题,提出基于自适应邻域互信息与谱聚类的特征选择算法。首先,定义各对象在属性下的标准差集合与自适应邻域集,给出自适应邻域熵、平均邻域熵、联合熵、邻域条件熵、邻域互信息等不确定性度量,利用自适应邻域互信息对特征与标签的相关性进行排序。然后,结合共享近邻自适应谱聚类算法,将相关性强的特征聚到同一特征簇内,使不同特征簇内的特征强相异。最后,使用最小冗余最大相关技术设计特征选择算法。在10个数据集上选择特征个数与分类精度的实验结果,验证了所提算法的有效性。     

利用非线性流形学习的轴承早期故障特征提取方法

针对早期故障微弱特征难以提取的问题,提出了一种基于非线性流形学习的滚动轴承早期故障特征提取方法.在由时域指标和小波频带能量组成的原始特征空间中,结合局部切空间排列学习算法的特点,采用散布矩阵分类测度指标,实现了局部邻域的优化选取,从而提取出最优的敏感故障特征.通过实例应用,表明该方法有效地克服了主分量分析和非线性核主分量分析方法的不足,提取的融合特征敏感性更好,从而提高了故障模式的分类性能,实现了轴承的早期故障诊断.     

基于邻域互信息和自组织映射的特征基因选取

针对基因表达谱数据的高维度、低样本和连续型等特点,提出一种结合邻域互信息和自组织映射进行特征基因选取的方法.首先提出一种改进的Relief算法,对基因进行排序生成候选特征集合;然后提出基于邻域互信息的自组织映射算法对生成的候选特征基因进行聚类;最后利用提出的属性重要性系数从每一类簇中选择代表基因组成特征基因子集.实验结果表明,该方法可以快速有效地选取肿瘤特征基因,能获得较好的分类结果.