基于样本的等距特征映射的行为分析方法

针对运动捕捉数据分析和应用的效率要求,提出了一种基于样本-Isomap的行为分析方法.通过计算运动数据中样本帧的距离矩阵得到样本嵌入空间的特征向量,用其近似表示嵌入空间的特征向量,然后在该空间上计算非样本帧的投影,得到非样本帧的近似流形嵌入.结果表明当样本帧的选取比例在10%时可以近似得到整个运动数据的低维流形嵌入,且处理效率比原方法提高10倍以上.应用该算法对高维运动捕捉数据进行降维,能够提高运动捕捉数据分析和应用的效率.     

基于子空间距离的局部切空间增量学习

提出一种基于子空间距离的局部切空间增量学习方法ISLTSA。首先采用基于划分的简化局部切空间排列算法SLTSA,把初始样本集划分为彼此重叠的多个局部最大线性片;然后引入向量到子空间的距离测度描述新数据点与局部最大线性片的接近程度,并将新数据点归入距离其最近的局部最大线性片中;最后,新数据点的全局低维坐标可由局部线性子空间与全局低维流形的仿射变换计算得出。对多个经典数据集的降维结果表明,ISLTSA算法能够保留数据集的局部几何性质,是一种有效的非线性增量学习方法。     

基于自适应局部保持映射的图像特征降维算法

针对基于颜色特征的图像检索中的图像特征降维问题,提出了自适应局部保持映射(ALPP:Adaptive Locality Preserving Projection)的图像特征降维算法.在考虑了每个特征向量与其近邻关系的基础上,通过研究贝叶斯准则在图像分类中的作用,将聚类引入降维算法中,解决特征空间维数的自适应确定问题.使降维结果既保证了最大化地消除高维向量间的相关性和冗余度,又不破坏原始数据近邻间的拓扑结构.实验结果表明,对Coral图像库,应用HSV直方图特征,在查询返回图像为50幅的情况下,基于ALPP算法图像检索的查准率为67.7%,查全率为57.3%.相对PCA(Principal Component Analysis)算法的查准率(45.8%)和查全率(49.2%),具有较高的检索精度.     

基于改进ISOMAP算法的图像分类

利用基于邻域的图像欧氏距离寻找最近邻,并用直接线性判别分析方法(Direct LDA)取代多维尺度分析法(MDS),提出一种改进的等距特征映射(ISOMAP)算法(KIMD-ISOMAP)进行降维.人脸图像分类试验表明:KIMD-ISOMAP提高了ISOMAP的分类能力,扩展了邻域半径的选取范围,在加高斯噪声和几何形变的情况下,该算法与其他方法相比,表现出较强的鲁棒性.     

高维数据流形的低维嵌入问题研究

Isomap是基于流形理论提出的一种非线性降维方法,用于恢复潜藏于高维空间低维子流形中数据的低维参数。Isomap方法的一个重要前提是假设数据空间与参数空间之间存在等距映射。通过流形学习和对Isomap方法的分析,证明了高维数据空间与参数空间之间存在一般意义下的等距映射,并引用一个基于Isomap的实例说明Isomap算法的有效性。     

基于鉴别性i-vector局部距离保持映射的说话人识别

为了进一步提高i-vector说话人识别系统的性能,该文提出了一种鉴别性i-vector局部距离保持映射(discriminant i-vector local distance preserving projection,DIVLDPP)的流形学习算法。该算法以i-vector间的Euclid距离作为度量准则,并以最小化同类点间距离同时最大化异类近邻点间距离的鉴别性准则作为优化目标函数,利用求解广义特征值的方法,得到最终的投影映射矩阵。在美国国家标准技术局2008年说话人识别核心数据集上的实验结果表明:该算法可以明显提高目前i-vector说话人识别系统的性能。     

基于监督拉普拉斯特征映射算法的人脸识别

为了提高人脸识别算法的识别率,提出了一种基于局部奇异值分解(Local Singular Value Decomposition,LSVD)和监督拉普拉斯特征映射(Supervised Laplacian Eigenmap,SLE)的人脸图像识别方法。由于奇异值向量具有良好的稳定性、转置不变性等特点,首先利用局部奇异值分解方法从人脸图像中提取特征向量;然后采用监督拉普拉斯特征映射算法对已获取的人脸特征进行维数约简。在Yale和ORL人脸库上的实验结果表明,该算法能有效地提高人脸识别的性能。     

基于Laplacian特征映射的被动毫米波目标识别

针对传统被动毫米波金属目标识别方法中特征提取、选择的缺点,采用Laplacian特征映射流形学习算法发现了金属目标回波信号短     

特殊Finsler空间的测地映射

常曲率Finsler、局部Minkowski空间的测地映射是Finsler几何的重要问题。本首先获得了在Finsler空间测地映射下，常曲率Finsler空间保持不变的充要条件并推导了局部Minkowski空间经Finsler空间的测地映射仍然是局部Minkowski空间的充要条件，此外还推导出在测地映射下，Berwald空间等保持不变的新的充要条件．     

集合分类中的鉴别式局部信息距离保持映射

该文提出鉴别式局部信息距离保持映射,以解决一类集合分类问题。鉴别式局部信息距离保持映射假设集合所对应的概率密度分布位于统计流形上,选取Fisher信息距离作为概率密度分布间的距离,并将最小化同类点的信息距离、最大化异类近邻点的信息距离作为目标函数,利用特征值分解的方法,求解线性映射矩阵。基于美国国家标准技术署于2008年公布的说话人识别数据库的实验结果表明:鉴别式局部信息距离保持映射优于无用分量投影和鉴别式无用分量投影。     

一种基于流形距离的中文语块聚类分析方法

将中文语块分析看做词在句子内部聚类并标记语块类别的过程, 建立了中文语块分析的聚类模型。首先构建词的语法功能空间, 使用ISOMAP方法重构词空间的低维流形嵌入, 进而考察词在低维空间中的分布情况。在使用层次聚类方法分析语块时, 使用流形上的距离替代传统的欧式距离, 在算法复杂度可以接受的范围内, 提高了语块分析效果。     

利用增量式非线性流形学习的状态监测方法

针对传统流形学习方法难以处理大批量设备运行数据的特点,提出了一种采用增量式流形学习方法的机械设备状态监测方法.该方法首先利用局部切空间排列算法对训练样本集进行非线性维数约简,得到初始的低维流形结构,然后通过增量式学习机制对新增的时序样本点进行动态聚类.通过对压缩机喘振试验数据及滚动轴承故障数据的分析表明,该方法的计算复杂度低,可以有效地识别出隐藏在高维特征集中的非线性故障特征,因此具有良好的工程应用前景.     

基于等距离映射的非线性动态故障检测方法

针对化工过程数据强非线性和动态性的特点,提出了一种基于动态等距离映射(Dynamic Isometric Mapping,DISOMAP)流形学习的非线性过程故障检测方法.该方法首先采用DISOMAP算法提取训练样本的子流形特征,自适应学习近邻点参数,保留了采样数据的流形结构,然后运用线性回归方法得到原空间和降维子流形空间的投影映射,从而将观测数据从原高维空间映射到低维嵌入空间,最后在变换后的低维空间构造统计量T2和SPE进行监控.TE过程的仿真结果表明,所提出的DISOMAP故障检测方法可以比核主元分析(Kernel Principle Component Analysis,KPCA)更为有效地监控过程变化,检测到故障的发生.     

基于语义邻域的数据降维方法在三维模型检索中的应用

为提高三维模型的识别速度以及检索准确率,提出一种基于语义邻域的数据降维方法.通过基于内容的三维模型检索过程中的相关反馈记录,构造一个三维模型的语义邻接图,采用其中任意两点的最短路径长度来近似代替两点在流形空间上的测地距离,再通过多维尺度分析(MDS)算法来构造数据点在低维欧氏空间中的内在表示.对Princeton ShapeBenchmark的实验表明,该方法在数据的低维嵌入中保留了数据之间的语义关系,在三维模型检索中取得了更好的检索效果.     

基于测地线距离的核主元分析在齿轮泵故障识别中应用

针对传统的高斯径向基核函数中采用欧氏距离计算方法难以完全反映非线性振动数据样本点与点之间位置关系的问题,提出了改进的核主元分析方法.在高斯径向基核函数中使用测地线距离代替欧氏距离,建立基于样本类内散度和类间距的评价函数,运用遗传算法优化测地线距离中邻近点参数k以及高斯径向基核函数中参数σ.对采集的齿轮泵不同状态的振动数据进行经验模态分解,从分解的各阶本征模态分量和残余分量中提取10个无量纲参数构成原始特征参数集;运用优化后的核函数对原始特征参数集进行核主元分析.实验结果表明,改进的核主元分析方法取得了较好的识别效果.     

一种基于非线性特征提取的数据降维算法

为了获得良好的图像分类效果,需要采集尽可能多的图像数据特征,进而使得图像原始特征空间的维数越来越高,造成维数灾难.特征提取是通过线性或者非线性映射,将高维特征空间映射到低维空间,从而降低数据维数.现有的特征提取算法往往忽视了数据本身特有的复杂结构以及非线性因素,造成映射方向的模糊以及分类精确度的缺失.充分考虑了图像数据本身的二维特性,通过改进的非线性特征提取方法、流形学习方法来提取图像特征.实验表明,该算法在不影响图像分类效果的前提下可以大大降低数据维数,减少计算复杂度.     

基于目标优先级的增量式雷达辐射源信号参数识别方法

陆、海、空的战场侦察、监视、定位和跟踪等应用领域产生了海量、动态增加的雷达辐射源信号参数侦察数据。传统雷达辐射源信号参数分析方法无法高效利用新侦察数据,以提高雷达辐射源识别能力,特别是难以应对高威胁级别的辐射源目标的识别。提出一种基于目标优先级别的增量式雷达辐射源信号参数分析方法,能够有效针对新辐射源信号参数侦察数据进行增量式学习,大大提高高威胁雷达辐射源目标的识别能力。仿真实验证实了该方法的有效性。     

基于增量法的B 样条曲线间最短距离算法

为提高计算距离的效率,将基于Tailor展开的增量法应用于求解B 样条曲线间最短距离,在取得B 样条曲线上的等步长采样点后,通过配对计算可得两者间的距离。此算法仅在初始化时进行乘除运算而后均为加法迭代,相较于deBoor算法效率更高。     

基于流形学习和SVM的储粮害虫声信号识别研究

声检测法能够快速检测粮虫,对提早防治储粮害虫具有十分重要的作用.研究了2种储粮害虫的4种活动声信号,利用流形学习的等距特征映射方法对声信号进行降维并提取流形特征,采用以重尾径向基为核函数的SVM训练最优分类面,对流形特征数据进行测试和识别分类.实验结果表明,等距特征映射方法能够有效提取2种储粮害虫声信号的流形特征,且SVM的分类识别效果良好.