用于人脸识别的半监督优化局部保持投影

未充分利用大量未标注样本的非监督信息是监督的、优化的局部保持投影(简称SOLPP)在人脸识别应用中的主要问题。为此提出一种用于人脸识别的半监督的优化的局部保持投影(SSOLPP)。该算法在SOLPP的基础上,通过加权平衡参数融合了未监督的主成分析(PCA)降维算法,使得投影后的数据保持了高维数据中的未标注样本的、全局的散布结构信息和监督的优化局部结构信息。在YaleB和AR人脸数据集上的实验验证了所提算法的有效性。     

基于半监督局部保持投影的磨粒图像特征降维

为有效提取磨粒图像的数字化特征,引入局部保持投影算法。针对局部保持投影在磨粒特征降维中的不足,提出一种基于Parzen窗和成对约束的半监督局部保持投影算法(PSS-LPP)。利用Parzen窗估计高维特征空间中样本的密度,然后根据各样本密度自适应调整邻域参数,并且充分利用样本的标签信息和实例约束生成成对约束集,进而指导投影权矩阵的构造,从而实现特征参数的半监督降维。将PSS-LPP应用于磨粒图像的纹理特征降维,研究结果表明:PSS-LPP对邻域参数初值和热核参数不敏感,降维性能比较稳定,磨粒识别精度明显提高。PSS-LPP可以更有效提取磨粒图像的低维特征。     

基于L2范数的局部保持投影算法

针对传统局部保持投影算法对外点敏感的问题,提出了一种基于L2范数的局部保持投影算法。该算法通过采用L2范数定义目标函数并重新定义了权值矩阵,多次迭代计算投影矩阵得到局部最小值,直至达到收敛条件,进而获得最终的最优投影矩阵;通过利用最优投影矩阵将原始数据投影到最优的投影子空间,降低高维数据维度,同时能够保持原有数据特征。合成数据实验结果表明,与传统局部保持投影算法相比,所提基于L2范数的局部保持投影算法能够有效地降低数据维度,改善了算法对外点的敏感问题,提高了算法的鲁棒性。人脸识别实验结果表明,该算法能够取得较高且较为稳定的人脸识别率,人脸识别率可达80%。     

对称局部保持的半监督维数约简算法

针对自然界较多图像具有对称的特点以及数据分布大多呈一定的流形结构情况,提出了一种对称局部保持的半监督维数约减(SLPSDR)算法.该算法使用矩阵定义维数约减映射矩阵元素之间的关系,使图像中对称的像素点对应的映射矩阵的值之间的差别最小;同时为了利用无标签训练样本保持数据的流形结构,要求低维空间中每个点的邻域关系与高维空间中的邻域关系相似.在CMU PIE、Extend Yale B、ORL、AR人脸数据库上的实验结果表明,图像数据明显的对称特点使得SLPSDR算法优于其他对比的维数约减算法.     

采用规范化局部保持投影的轴承故障诊断方法

针对轴承故障检测中特征融合导致的维度高、相关性强等问题,提出一种采用规范化局部保持投影算法(LPP)的轴承故障诊断(En-LPP)方法。首先,采用熵规范化的方法将相似度矩阵结合到传统LPP算法的优化函数中,与投影向量一并求解,得到一种规范化LPP降维算法;然后对原始轴承振动信号进行小波变换和经验模式分解得到10条信号分量,每个分量通过计算平均值、均方根等,提取12维统计特征,经归一化后生成特征向量;然后将特征向量输入到规范化LPP降维算法中进行迭代共同求解,得到满足终止条件的相似度矩阵和投影向量;最后利用降维后的特征集训练极限学习机模型确定轴承最终工作状态以实现故障检测。实验结果表明:与传统LPP方法以及其他降维方法相比,所提出的En-LPP方法对于轴承故障诊断的性能更好;在小波变换72维特征集合以及经验模式分解48维特征集合下的分类精度平均提升了7%以上;在4种不同分类器组合下的分类精度平均提升了17%以上;较好的降维特征区分能力使得En-LPP方法的故障诊断性能在不同条件组合下均具有很好的鲁棒性。     

基于线性鉴别的无参数局部保持投影算法

针对局部保持投影算法的无监督性质和参数选择复杂性问题,结合线性鉴别分析算法,提出一种改进的有监督无参数局部保持投影算法(Linear Discriminant Supervised Parameter-free Locality Preserving Projection algorithm,LD-SPLPP). LD-SPLPP算法采用监督模式并使用广义Dice系数的方法构建近邻矩阵,有效避免LPP(Locality Preserving Projection)算法参数选择调整的问题.新算法在UCI的八个低维度数据集和两个高维度人脸数据库上进行了实验,通过对数据的特征提取,采用最近邻分类法统计识别率,并分析了实验分类后的数据值与算法性能的关系.上述实验过程中,将新算法与PCA,LDA,ULDA,OLDA,LPP,SPLPP,PSKLPP,PSLMM和EP-SLPP算法进行了对比,实验结果证明了LD-SPLPP在数据降维和特征提取方面的有效性.     

基于自适应局部保持投影的无监督特征选择方法

基于谱图的无监督特征选择方法在原始高维空间构建图,易受噪声或冗余特征干扰.为此提出一种基于自适应局部保持投影的无监督特征选择方法,利用全局线性回归函数建立特征选择模型,结合自适应局部保持投影提高模型准确度,引入l2,1约束提升特征之间可区分度,避免噪声干扰.最后通过实验验证了该方法的有效性.     

基于局部结构保持的高维数据半监督深度嵌入聚类算法

聚类是机器学习和数据挖掘中的重要课题。近年来,深度神经网络(Deep Neural Networks,DNN)在各种聚类任务中受到广泛关注。特别是半监督聚类,在大量无监督数据中仅引入少量先验信息即可显著提高聚类性能。然而,这些聚类方法忽略了定义的聚类损失可能破坏特征空间,从而导致非代表性的无意义特征。针对现有半监督深度聚类的特征学习过程中局部结构保持有所欠缺的问题,本文提出一种改进的半监督深度嵌入聚类(Improved Semi-supervised Deep Embedded Clustering,ISDEC)算法,采用欠完备自动编码器在特征表达学习的同时,保持数据的内在局部结构;通过综合聚类损失、成对约束损失和重构损失,对聚类标签分配和特征表达进行联合优化。在包括基因数据在内的若干高维数据集上的实验结果表明,本方法的聚类性能比现有方法更好。     

改进的基于DCT与局部保持投影的人脸识别方法

引入基于局部保持能力判据的特征选择算法对融合离散余弦变换(DCT)和局部保持投影的人脸识别方法进行改进.首先对人脸图像进行DCT变换,得到DCT系数,然后以不同频率DCT系数的拉普拉斯值作为局部保持能力判据对DCT系数进行选择,最后对选出的DCT系数执行局部保持投影算法提取识别特征,在ORL人脸数据库上的实验结果证明了该方法的有效性.     

基于局部重构与全局保持的半监督判别分析方法

为克服线性判别分析(LDA)只能利用有标记样本的缺点,提出一种基于局部重构与全局保持的半监督判别分析(LRGPSSDA)方法.LRGPSSDA通过最小化局部重构误差来确定邻域图的边权值,在保持数据集局部结构的同时保持其全局结构,具有对邻域参数的选择不敏感、所得投影子空间的维数不受样本类别数的限制等特点.相较现有的半监督判别分析方法(如SDA和UDA),LRGPSSDA的分类性能更好.在YaleB和CMUPIE标准人脸库上的实验结果验证了该算法的有效性.     

改进的鉴别稀疏保持投影人脸识别算法

为了解决判别稀疏邻域保持嵌入(DSNPE)算法中时间复杂度偏高的问题,构造了一种新类间离散度.用各类样本的平均向量组成过完备字典去重构表达每一类的平均向量,然后通过最大间距准则(MMC)构造新的目标函数,更好地展现人脸样本数据库类间的差异,增强了类间判别力和鲁棒性,简化了字典和字典表达,降低算法复杂度.实验结果表明:改进后的算法在保持识别率优势的前提下,极大地减少了识别时间.     

一种鉴别稀疏局部保持投影的人脸识别算法

为解决鉴别稀疏邻域保持嵌入(DSNPE)算法中类间离散度构造复杂的问题,提出了一个新的维数约简算法即鉴别稀疏局部保持投影的人脸识别算法(DSLPP)。首先利用样本集中各类样本的平均向量构造字典,通过保持各类样本平均向量的稀疏重构关系,提出一个新的无参数类间离散度;再通过同时最大化类间离散度和同时最小化类内紧凑度的准则来寻找最优投影方向;最后采用最近邻分类器进行人脸分类识别。由于所采用的类间离散度最大限度地扩大了不同类别中样本之间的差异,因此DSLPP算法具有更强的类间判别力,其识别率得到了明显提高;此外,字典的简化构造降低了算法的计算复杂度。在Yale、UMIST和AR人脸库上的实验结果表明:DSLPP算法在Yale、UMIST库上的平均识别率及AR库上的最高识别率分别达83.38%、95.72%和83.71%,较其他传统方法的识别率有明显提高;在UMIST库上的实验结果表明,DSLPP算法较DSNPE算法的平均计算时间减少了81.7%。     

基于半监督的K-means聚类改进算法

针对原始K-means算法的一系列问题,提出一种基于半监督的K-means聚类改进算法,能够自动进行聚类,找出最优K值,并且最大限度地找出孤立点.首先根据样本集自身的特点,按照"类内尽可能相似"原则一步一步形成数据集,然后对数据集进行"去噪"与合并相似簇,最后,利用少量的标记信息指导和修正聚类结果.在UCI的多个数据集...     

基于分块加权的局部保持投影的人脸识别

为增强对姿势、表情、光照等变化的鲁棒性,提出了一种加权的分块局部保持投影人脸识别算法.算法先对样本图像分块,对分块得到的子图像利用局部保持投影算法分别提取局部特征信息,并利用k近邻点的类标信息和样本影响力函数计算各分块子图像的权重.该算法能够有效地抽取图像的局部特征,对人脸表情和光照条件变化较大的图像表现尤为突出,在AT&T和Yale人脸库上的比较实验说明了该算法的有效性.     

一种基于带监督局部保持投影的多模型软测量建模方法

针对化工生产过程中软测量模型估计精度的问题,提出了一种基于多知识库挖掘理论的带监督的局部保持投影(SLPP)方法。该方法用SLPP算法对输入数据空间进行类与类之间的降维,得到不同的类别转换矩阵和不同的类别多知识库,最后融合支持向量机自适应地实现组合建模。仿真结果表明:该建模方法用于双酚A含量的软测量建模中,较传统多模型方法可以更加合理地加权得到子模型,提高了模型估计精度,具有更强的泛化能力。     

一种基于KNN的半监督分类改进算法

本文提出一种新的基于KNN分类的半监督学习self-training改进算法,并以多个UCI数据集为实验,对基于KNN的半监督分类模型算法进行改进,充分利用已知类别标签数据的正确知识进行自训练,以得到最终分类结果.实验结果表明,该方法能显著提高分类准确率.     

基于改进非局部先验的Bayesian低剂量CT投影平滑算法

针对低剂量CT(LDCT)图像质量退化的问题,提出了一种改进的非局部先验模型,并将基于该模型的Bayesian统计算法应用于LDCT投影降噪中.首先将方向性测度引入到传统的非局部先验模型中,构建一种改进的先验模型;同时结合基于加权欧氏距离的距离测度,提高权重系数计算的准确性;然后运用基于该先验模型的Bayesian统计算法对LDCT投影进行平滑降噪;最后依据降噪后投影,利用滤波反投影(FBP)方法进行重建,得到改善的LDCT图像.实验结果表明,与典型的传统LDCT重建算法相比,该算法在抑制噪声、去除伪影的同时,较好地保留了重建图像细节信息.     

基于局部保持投影和RBF神经网络的DOA估计

提出了一种有效的降维构建方法改善来波到达角（DOA）估计的性能。该方法利用局部保持投影（LPP）对DOA估计用的神经网络的训练样本进行降维,以降低神经网络的复杂度,加快神经网络的训练过程。与常用的协方差矩阵上三角特征相比,在不损失有效方位信息的基础上,可以使特征维数极大地降低。数值实验表明,基于局部保持投影和神经网络的方法具有良好的估计精度和效率,同时对噪声也有较强的适应能力,能够很好地满足波达方向估计实时性的要求。     

基于广义矩阵指数的判别局部保持投影方法

【目的】局部保持投影（LPP）是一种经典的非线性数据降维方法。在LPP方法基础上人们提出了判别局部保持投影方法（DLPP）,并取得了良好的效果,但DLPP方法存在小样本问题,针对该问题提出了广义矩阵指数判别局部保持投影（GEDLPP）算法。【方法】基于矩阵函数的性质,使用广义矩阵指数函数来重构DLPP,即为GEDLPP算法。【结果】提出的算法有两个优点：一是解决了DLPP方法的小样本问题;二是GEDLPP所隐含的非线性映射拉伸了不同类别样本之间的距离,从而提高了模式分类的能力。【结论】在COIL-20数据库,Yale,ExtendedYaleB和CMU-PIE人脸数据集上的实验结果表明：与最近提出的解决DLPP小样本问题的改进方法相比,GEDLPP的识别率优于其他方法。     

基于张量局部保持投影的城市不透水面提取

针对城市不透水面提取在海绵城市建设中的迫切需求,提出将张量局部保持投影(Tensor Locality Preserving Projections,TLPP)算法应用于高分辨率光学遥感影像的城市不透水面提取中。以南昌市为研究区,以SPOT-7影像为数据源,基于TLPP算法对纹理特征和光谱指数构成的数据集进行特征提取,再采用大津法(Otsu)对获取的新特征进行阈值分割,实现城市不透水层面提取。结果表明:TLPP算法能够很好的利用张量形式的纹理特征和光谱指数以及数据的空间几何结构,获取有利于城市不透水面提取的新特征,为海绵城市建设提供有效的专题数据。