一种运动想象脑电信号半监督算法

针对脑机接口中两类左右手运动想象任务,提出一种依据迭代训练次数不断更新训练集样本的半监督算法.使用多重自相关分析算法,选择置信度较高的脑电信号样本并加入初始训练集;分别使用公共平均参考法与共空域模式算法,对样本进行预处理及特征提取;最后使用支持向量机对样本进行测试,根据迭代学习次数按照递进方式移除置信度较低的样本,并利用剩余样本继续训练模型,从而优化特征提取器及分类器参数.通过对标准脑电竞赛数据库BCI IV Dataset Ⅱa中左右手运动想象数据的测试表明,该算法与其他算法相比,在训练样本数目较少的情况下,具有较高的分类正确率.      

基于邻域空间模式的运动相关电位特征提取方法

为解决脑-机接口(BCI)研究中所采集的脑电图(EEG)信号数据分布复杂和训练样本不足的问题,文中提出了一种新的特征提取方法--邻域空间模式(NSP)算法,用于提取BCI想象肢体运动分类算法中使用的重要分类特征--运动相关电位(MRPs).NSP算法不需要对样本的数据分布进行假设,主要利用样本的邻域关系和类别信息寻找最佳投影方向,使得映射后邻域内异类样本距离之和与同类样本距离之和的比值最大化.采用BCI竞赛2003和2001的其中两组数据进行实验,结果表明NSP算法能更有效地提取MRPs特征.     

基于DBSCAN聚类的改进KNN文本分类算法

K最近邻算法(KNN)在分类时,需要计算待分类样本与训练样本集中每个样本之间的相似度.当训练样本过多时,计算代价大,分类效率降低.因此,提出一种基于DBSCAN聚类的改进算法.利用DBSCAN聚类消除训练样本的噪声数据.同时,对于核心样本集中的样本,根据其样本相似度阈值和密度进行样本裁剪,以缩减与待分类样本计算相似度的训练样本个数.实验表明此算法能够在保持基本分类能力不变的情况下,有效地降低分类计算量.     

基于样本熵的注意力相关脑电特征信息提取与分类

提出一种用样本熵作为特征进行注意力相关脑电信号的分析与分类处理、并采用支持向量机(SVM)算法实现分类器的方法.7位年龄在20~30岁之间的男性受试者接受了执行3种不同注意任务状态下的测试.数据分析结果显示:样本熵分类法对注意任务相关脑电信号分类的正确率可达85.5%,优于传统频段能量法获得的分类精度(77.9%).这个结果暗示了样本熵能有效地识别出自发脑电中注意力相关信息,因而它可在脑电生物信息反馈治疗系统设计中获得广泛的应用.     

基于密度的KNN分类器样本裁剪算法

KNN算法在分类准确率和召回率方面具有较好的性能,但由于样本相似度计算开销大,导致分类效率低.针对此问题,本文提出一种基于密度的训练样本裁剪算法,对训练样本的各个样本类进行聚类,根据密度不同聚集成不同的簇,删除噪声数据并计算每个样本类的相似度阈值,然后将样本类内大于类相似度阈值的样本进行合并,以减少训练样本总数.实验表明,此样本裁剪算法能够在保持KNN算法分类性能基本稳定的前提下,实现各个样本类内高相似度样本的合并,减少分类计算开销.     

基于CSP与卷积神经网络算法的多类运动想象脑电信号分类

针对直接利用卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)算法对多类运动想象脑电信号分类识别时,因样本量比较少,难以充分训练权值,导致分类效果较差的问题,结合一对多CSP算法与CNN算法对多类运动想象脑电信号进行特征提取与分类。首先,利用CSP算法对多类运动想象脑电信号进行特征提取,形成一维特征数据,作为CNN的输入样本;其次,对传统二维输入样本的CNN结构进行改造,使其适应一维数据的输入样本,对输入样本进行再次特征提取并分类;最后,使用BCI2005desc—Ⅲa的K3b数据进行算法验证;并对不同参数值的确定进行了讨论。算法验证结果表明,单独利用一对多CSP算法得到的分类正确率73%,单独使用CNN算法得到正确率为75%,新算法取得了91.46%的正确率,相比两种原始方法有较大提升。     

基于样本融合的核稀疏人脸识别方法

针对基于小样本集人脸图像的识别能力低,计算复杂度高的问题,提出了一种基于样本融合的核稀疏表示方法(KSRMSF).该方法首先通过在原始样本集中添加镜像训练样本和对称训练样本,扩大了原始样本集的规模,接着使用基于高斯核函数的算法从扩充后的训练样本集中挑选若干个最近邻训练样本,利用这组最近邻样本的线性组合表示待识别的测试样本,根据L2范式的结果对测试样本进行分类,通过修改最近邻样本数获得更高的分类精度.实验结果表明该方法比同类识别算法有更好的识别效果.     

K-最近邻的改进及其在文本分类中的应用

采用K近邻算法(Knearest neighbors,简称KNN)进行分类时,如果训练样本数量太大,那么搜索测试样本的K个最近邻时,算法的计算量很大.本文针对KNN的不足提出了一种改进方法.改进的KNN算法通过定义样本的延拓类和延拓能力,保留延拓能力强的样本作为它延拓类中其它训练样本的代表,来缩减训练样本数量,达到减少算法计算量的目的.实验证明,改进的KNN算法具有很好的性能.     

快速序列视觉呈现任务下的脑电分类算法

提出了一个在快速序列视觉呈现任务下的脑电信号分类算法.将图片序列快速呈现给受试者并将同步采集脑电信号,将脑电信号截取分段作为样本集.通过约束有监督降维后样本与样本中心差值的趋近方向,使用训练集脑电数据训练得到映射矩阵;通过特征提取函数将训练集和测试集的脑电数据样本变换为特征矢量,使用支持向量机对样本进行分类.实验结果表明,算法对24名受试者的脑电信号分类的平均正确率为91.5%,平均AUC达到了0.95,证明脑电分类算法具有良好的分类性能,可以在快速序列视觉呈现任务中准确地识别目标图片.     

基于图像边缘位移的有监督的稀疏表示分类方法

稀疏表示分类算法在有监督的图像识别上有广泛的应用.该分类算法的准确度与训练样本个数有很大的关联.通常训练样本越充分,则该算法分类准确率越高,然而遇到小样本问题时,该算法分类准确率会明显降低.针对小样本问题,提出使用基于图像边缘位移的方法,得到和原始训练图像样本高度相关的新样本,达到扩充训练样本容量的目的,进而提高算法的分类准确率.同时,对于带仿射约束的稀疏表示分类算法,也可以经过图像边缘位移方法来提高分类准确率.实验结果证明,所用方法能够取得较好的图像识别效果.     

基于主动学习SVM分类器的视频分类

提出一种基于主动学习SVM分类器的视频分类算法.该算法分为两个步骤:首先分析并提取与视频类型有关的十维底层视觉特征;然后用SVM分类器建立这些底层特征与视频类型之间的联系.在获取SVM分类器所需的训练样本时,采用主动学习的方法选择对SVM分类器最"有用"的样本提供给用户进行标注,用更少的训练样本获得与大量训练样本近似的分类效果,从而减轻用户标注负担.针对多类SVM分类的主动学习问题,提出用后验概率计算分类器对未标注样本的置信度进行样本选择.实验结果表明,主动学习算法与随机采样标注的被动学习算法相比,在相同的训练样本情况下能够获得更高的分类精度;而基于后验概率选择样本的主动学习要略好于传统的基于变型空间(version space)选择样本的主动学习.     

训练过程中使用支持集信息的单样本学习算法

单样本学习的目的是利用一个包含大量训练样本的源类别数据集以及每个类别只包含一个训练样本的目标类别数据集来构建一种学习算法,使得算法能够对目标类别空间中的样本进行准确分类.已有的单样本学习算法主要是先利用源类别数据来训练模型,然后在测试时将目标类别训练数据作为支持集来实现对未标注样本的分类,因此在训练时没有有效地利用支持集的信息.为此提出一种在训练阶段和测试阶段同时利用支持集信息的单样本学习算法,基本思想是利用孪生神经网络构建模型并在训练时加入支持集信息,即让不同类别的支持集样本之间的相似度尽可能小.在Omniglot数据集和满文识别问题上的实验结果表明,该算法能取得较好的识别准确率.     

基于线性谱聚类超像素分割和联合稀疏表示的高光谱图像分类算法

为了克服高光谱图像中存在的同类异谱和异类同谱现象对分类精度的影响,减少类间干扰,本研究提出基于线性谱聚类超像素分割和谱聚类的联合稀疏表示分类算法。首先,通过主成分分析对高光谱图像进行降维,利用线性谱聚类超像素分割算法对降维后的图像进行超像素分割,并将分割后的超像素块分成标签样本与训练样本。然后,利用谱聚类算法将训练样本分为两类,按规则选取其中一类作为测试样本,利用联合稀疏表示算法获取其表示残差,并将其作为所有训练样本的表示残差,同时计算测试样本与标签样本之间的相关系数。最后,用基于表示残差和相关系数的决策函数对像素进行分类。数值实验结果表明,新算法具有较高的分类精度和鲁棒性。     

基于邻域空间模式的运动相关电位特征提取新方法

模式分类是基于脑电图（EEG）的脑-机接口(BCI)研究的重要环节之一.针对不同的BCI任务,所采用的分类特征和分类算法也不同.其中,运动相关电位（MRPs）现象是BCI想象肢体运动分类算法中的所用到的重要分类特征.针对BCI研究中的采集EEG数据分布复杂,和训练样本不足重要问题,本文提出一种新的MRPs特征提取方法—邻域空间模式 (NSP),利用邻域关系和类别信息,有效提取了分类性能更强的MRPs特征.最后的实验结果证明了NSP算法能更有效提取分类特征.     

基于核可能性c-均值算法的支持向量机

提出一种基于核可能性c-均值算法的支持向量机分类算法,该算法改进了SVM训练过程中噪声和孤立点的敏感问题.其基本思想是:用核可能性c-均值算法对每个模式类训练样本进行聚类,得到不同的可能性度量值,根据得到的可能性度量值对训练样本进行修剪,删除具有较低可能性度量值的训练样本,最后用生成的新训练样本训练支持向量机.实验结果表明,该算法可以有效地解决由噪声和孤立点引发的分类错误问题以及重要样本的错分问题.     

一种基于主成分分析的稀疏数据模式分类隐私保护算法

 模式分类过程涉及到对原始训练样本的学习,容易导致用户隐私的泄露。为了避免模式分类过程中的隐私泄露,同时又不影响模式分类算法的性能,提出一种基于主成分分析（PCA）的模式分类隐私保护算法。该算法利用PCA 提取原始训练数据的主成分,并将原始训练样本集合转化为主成分的新样本集合,然后利用新样本集合进行分类学习。选用Adult 数据集和KDDCUP 99 数据集进行仿真实验,并采用正确率和召回率进行性能评价,结果表明,该隐私保护算法通过PCA 提取原始数据特征属性的主成分,可避免原始属性的泄露,同时PCA 在一定程度上可实现去噪,从而使分类器的分类性能优于原始数据集的分类性能。与已有算法比较,该隐私保护算法具有更好的模式分类精度和隐私保护性能。     

采用Fisher线性判别分析进行MEG信号的分类

脑磁图(MEG)具有比脑电(EEG)信号更高的时空分辨率,可以作为输入信号建立脑-机接口系统.提出一种脑磁图的特征提取和分类方法,首先对MEG信号进行预处理,然后提取时域特征,最后采用Fisher线性判别分析进行分类.将该算法用于2008年脑-机接口数据竞赛的数据集Ⅲ,该数据集为一个典型的采用MEG信号的脑-机接口系统.离线分析结果表明,该算法取得了很好的分类准确率,对两个测试者(S1和S2)的分类正确率分别为5946%和4324%.与其他方法相比,该方法简单有效,运算速度快,具有较高的参考价值.     

基于改进标签传播算法的高光谱图像半监督分类

针对标签传播算法缺乏对新生成样本的评价进而影响分类精度的问题,本文提出一种利用阈值的标签传播算法来提高高光谱图像的分类精度。首先,用基于图像融合和递归滤波的特征提取方法对原始高光谱图像进行处理。然后,给出一个阈值并对标签传播算法新生成样本进行评价,保留一些可信度较高的样本。最后,保留的新样本和已标记样本之和作为训练样本,对图像进行分类。实验表明,基于改进标签传播算法优于其他的高光谱图像分类算法。     

基于改进加权压缩近邻与最近边界规则SVM训练样本约减选择算法

大规模的训练集中通常含有许多相似样本和大量对分类器模型构造"无用"的冗余信息,利用全部样本进行训练不但会增加训练时间,还可能因为出现"过拟合"现象而导致泛化能力下降。针对这一问题,本文从最具代表性样本与最近边界样本两个角度综合考虑,提出一种基于改进加权压缩近邻与最近边界规则SVM训练样本约减选择算法。该算法考虑到有价值训练样本对SVM分类器性能的重要影响,引进减法聚类利用改进的加权压缩近邻方法选择最具代表性的样本进行训练,在此基础上利用最近边界规则在随机小样本池中选择边界样本提高分类精度。在UCI和KDDCup1999数据集上的实验结果表明,本文的算法能够有效地去除大训练集中的冗余信息,以较少的样本获得更好的分类性能。     

基于滑动窗口的指数平均动态电源管理预测算法

针对动态电源管理中指数平均预测算法存在的不足,提出了一种改进的指数平均动态电源管理预测算法.该算法结合滑动窗口,加入动态自适应调节因子,充分利用设备空闲状态的历史信息对未来的空闲时间进行预测.实验结果表明该算法对工作状态平稳的系统空闲预测效果良好,预测误差率比原算法降低了8.3%,并具有对样本数量要求少,计算量小,能自适应调整预测参数的优点.