分布式低秩张量子空间聚类算法

现有基于低秩表示的子空间聚类算法(LRR)无法有效地处理大规模数据,聚类正确率不高,以及分布式低秩子空间聚类算法(DFC-LRR)不能直接处理高维数据.为此,文中提出了一种基于张量和分布式方法的子空间聚类算法.该算法首先将高维数据视为张量,在数据的自表示中引入张量乘法,从而将LRR子空间聚类算法拓展到高维数据;然后采用分布式并行计算得到低秩表示的系数张量,并对系数张量的每个侧面切片稀疏化,得到稀疏相似度矩阵.在公开数据集Extended YaleB、COIL20和UCSD上与DFC-LRR的对比实验结果表明,文中算法能有效地提高聚类正确率,且分布式计算能明显降低算法的运行时间.     

低秩张量分解的多视角谱聚类算法

针对传统多视角学习算法只关注从多视角中提取共享信息而忽略了各视角的特有信息和高阶关联的问题,提出了一种基于截断核范数的低秩张量分解的多视角谱聚类算法。计算各视角的样本相似度矩阵和转移概率矩阵,构建一个包含各视角马尔可夫转移概率矩阵的张量,从而保留各个视角的信息。采用基于张量奇异值分解的截断核范数约束目标张量的秩。通过最小化张量截断核范数,学习到一个既包含各个视角共享信息又具有高阶关联的张量。利用迭代最优化算法求解目标函数,将求得的目标张量输入谱聚类算法得到聚类结果。在4个不同类型数据集上进行实验并与传统聚类算法进行了对比,结果表明:所提算法在4个数据集上的标准互信息度量值比标准谱聚类算法的分别提高了7.9%、24.9%、29.5%、8.1%,比LT-MSC算法的分别提高了3.4%、18.1%、17.6%、6.6%。通过对非负平衡参数在0.000 1～100之间的测试发现,所提算法表现基本稳定,在非负平衡参数取0.1～1之间表现良好。与传统多视角聚类算法相比,所提算法可有效增强各视角之间的互补性和高阶关联,并且具有良好的准确性和鲁棒性。     

基于隐空间的低秩稀疏子空间聚类

提出了一种基于隐空间的低秩稀疏子空间聚类算法,在聚类的过程中可以对高维数据进行降维,同时在低维空间中利用稀疏表示和低秩表示对数据进行聚类,大大降低了算法的时间复杂度.在运动分割和人脸聚类问题上的实验证明了算法的有效性.     

基于可能性C-均值的鲁棒多视角聚类算法

目前多数多视角聚类算法不考虑噪声问题,为了更有效地分析含有噪声数据的聚簇结构,提出了一种基于可能性C-均值的鲁棒多视角聚类(PCM-RMVC)算法,该算法同时利用多个视角空间中的特征信息,最小化每个视角空间中数据对象与聚簇中心的距离.推导出数据隶属度和每个视角权重的迭代更新规则,设计出聚类过程的迭代算法.实验表明:PCM-RMVC算法对噪声具有较强的鲁棒性,并且聚类效果优于五种有代表性的多视角聚类算法.     

演化聚类在离散制造业质量管理中的应用

针对离散制造业质量管理系统中维度高,且存在较多一致性数据的情形,设计了一种基于信息论中的信息熵,即互信息的改进聚类算法。通过实验分析,采用改进的聚类算法可有效提高聚类的正确率,并且通过演化聚类理论和方法的应用可对离散制造业质量管理提供有效的决策参考信息。     

基于低秩稀疏表示的子空间学习研究综述

以基于低秩稀疏表示的子空间学习为研究对象,对近几年的相关研究工作进行了归纳总结.首先,阐述了子空间学习及低秩稀疏表示的概念;然后,根据迭代更新的方法,将基于低秩稀疏表示的子空间学习分为基于矩阵分解的子空间学习和基于谱聚类的子空间学习两大类;其次,对它们各自算法的核心思想进行了详细介绍,并对这些算法的优缺点进行了对比分析...     

一种改进的稀疏子空间聚类算法

在现有的稀疏子空间聚类算法基础上提出了一个改进的稀疏子空间聚类算法。首先,利用高维数据可以通过同一子空间的低维数据稀疏地表示这一理论,建立一个稀疏最优化模型,获得稀疏矩阵。然后把稀疏矩阵应用到一个正则化谱聚类算法中,从而有效地把数据聚类到子空间中。最后,该算法应用到一个视频序列中,对每个视频帧里的运动物体进行识别,并与现有的子空间聚类算法相比较。实验结果表明,该算法能够有效地识别运动物体,具有良好的实时性和有效性。     

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.     

一种有效的基因投影聚类算法

针对现有基因投影聚类算法的不足,提出一种有效的基因投影聚类算法.该算法基于样本构建穷举树,根据基因间的相互作用关系,采用深度优先遍历的思想进行投影聚类,为观察疾病的成因提供了一个很好的视角.通过真实微阵列数据实验,证明了提出的算法具有较高的正确率.     

一种新的层次谱聚类算法

提出一种新的聚类算法——层次谱聚类算法.该算法在传统二分的SM谱聚类的过程中嵌入了层次聚类算法,目的是为了提高谱聚类的聚类正确率,同时又利用谱聚类纠正了层次聚类过程中所得到的歪斜划分.实验结果表明:提出的层次谱聚类算法的聚类正确率比层次聚类算法、谱聚类算法的聚类正确率都要高,同时又纠正了层次聚类过程中的歪斜划分.     

基于卷积网络与特征脸的面部表情聚类

相比于人脸识别，表情识别是更细粒度的图像分类，不同表情之间的差异非常细微，一般的聚类算法难以处理面部表情数据的分类问题。本文提出了一种基于卷积神经网络的Expression-EigenFace特征聚类算法，对数据集样本进行预处理，通过人脸检测和定位技术，将人脸分割重组形成情绪特征脸；将处理后的特征脸送入预训练好的卷积网络进行提取特征；通过聚类算法对所提取的特征进行聚类，完成人脸面部表情聚类的过程。实验结果表明：相比没有经过任何处理的表情图像聚类，本文方法在调整兰德系数(adjusted rand index, ARI)、调整互信息(adjusted mutual information, AMI)和标准化互信息(normalized mutual information, NMI)这几个聚类评估指标上都有大幅提升，证明了所提出的特征脸聚类算法的有效性。     

一种改进的子空间聚类方法

目的:更好地揭示高维数据的子空间结构,提高子空间聚类性能。方法:对系数矩阵施加Frobenius范数约束,并使其与稀疏矩阵充分接近,建立新的子空间表示模型,利用系数矩阵构造相似度矩阵,最后利用谱聚类算法得到聚类结果。结果与结论:新模型能得到类间稀疏和类内聚集的系数矩阵,提高了聚类性能,且能快速实现。     

稀疏低秩子空间聚类算法

子空间聚类算法的主要目标是从高维数据中找到其低维表示。在低秩表示子空间算法的基础上,针对采用数据本身作为字典会造成噪声过大的问题,提出稀疏低秩子空间聚类算法,采用稀疏表示优化字典,解决了数据自带噪声难以去除导致最终结果偏离过大的现象。实验结果表明,该算法相比于稀疏子空间算法和低秩表示算法效果有显著的提高。     

基于图形正则化低秩表示张量与亲和矩阵的多视图聚类

针对聚类中忽略局部结构、 低秩表示张量与亲和矩阵高度依赖性等问题, 提出一种基于图形正则化低秩表示张量与亲和矩阵的多视图聚类方法. 首先, 提出一个统一的框架学习多视图子空间的图正则低秩表示张量和亲和矩阵; 其次, 进一步通过基于张量核范数的张量奇异值分解分析高阶交叉视图关联性, 并利用图形正则化保留嵌入在高维空间中的局部结构; 最后, 利用约束二次规划为每个视图分配自适应权重. 在7个数据集上的实验结果证明了该方法聚类效果更好.     

基于属性最大间隔的子空间聚类

子空间聚类能有效的发现各簇与所属于的子空间的联系,同时减少高维数据中因为数据冗余和不相关属性对聚类过程产生的干扰.已有的子空间聚类方法强调各子空间中簇的发现,往往忽略子空间的划分.提出了基于属性最大间隔的子空间聚类,该方法主要思想是对子空间的划分时信息的丢失达到最小,从而子空间聚类的结果的效果比较好.主要工作包括:第一,建立了子空间划分的目标函数,也就是使各划分的子空间相互依赖达到最小,第二,设计了基于属性最大间隔的子空间聚类算法Maximum Margin Subspace Clustering(MMSC)进行子空间聚类集成.最后,采用UCI和NIPS2013比赛等数据来做实验,结果表明,在大多数数据上MMSC算法比其他子空间算法能得到更好的聚类结果.     

核k-凝聚聚类算法

为解决k-means聚类算法和k-凝聚聚类算法对于非凸形状数据聚类正确率低和模糊核聚类算法(FKCM)收敛速度慢的问题,将k-凝聚聚类算法与核函数方法相结合,在高维特征空间构造了新的核聚类算法--核k-凝聚聚类算法,实现了k-凝聚聚类算法的核化.通过Matlab编程进行数值实验,证明了核k-凝聚聚类算法在聚类的准确性、稳定性、健壮性等方面较之k-means聚类算法、k-凝聚聚类算法和FKCM有一定程度的改进.     

低秩表示和加权核范数最小化的子空间聚类

为了进一步提升基于核范数和F范数最小化的子空间聚类算法的性能,使用加权核范数扩展上述两种范数.提出的算法中含有一个参数γ,当γ=0时,可得到核范数;当γ=1时,可得到F范数;当0γ1时,可得到介于核范数和F范数之间的范数.采用交替方向乘子方法和线性交替方向乘子方法求解所提算法的目标函数,并由此得到了2个基于加权核范数最小化的低秩子空间聚类算法.利用Extended Yale B人脸数据集、MNIST手写字符数据集和USPS手写字符数据集进行实验.实验结果表明:和现有的子空间聚类方法相比,所提算法可以得到较高的聚类精度.     

一种处理空间实体约束的空间聚类算法

分析了现有处理空间实体约束的空间聚类算法,提出一种处理空间实体约束的空间聚类算法SPOC.该算法对具有空间实体约束的空间对象进行聚类时,利用空间关系中的方向关系来选取新的中心对象,同时利用回溯的、非几何的方法求解障碍空间中两个空间对象间的障碍距离,实验表明算法SPOC是一种有效的处理空间实体约束的空间聚类算法.     

基于子空间融合的多视图聚类算法

提出一种新颖的多视图子空间聚类算法,不再对包含各种噪声以及冗余信息的原始数据进行特征融合,而是通过对不同视图的低维子空间表示进行融合,得到一个公共的低维子空间表示.将这个子空间表示作为相似度矩阵进行谱聚类,以得到更优的聚类效果.在3个广泛使用的多视图基准数据集上进行了实验,实验结果证明了所提出算法的有效性.     

基于Parzen窗的投影聚类方法

研究表明,高维数据的聚类都隐含在低维的子空间内,而这些子空间就是把原始数据投影到某些维度上的交集,于是相应的聚类算法就变成如何寻找合适的子空间内容。在此提出了一种新的划分子空间方法——基于Parzen窗子空间划分方法,并在这基础上提出了新的投影聚类方法PCPW。通过与最新的EPCH算法的实验结果对比表明,两者聚类效果相当,但PCPW算法更简单,易于实现。