融合邻域分布LLE算法轴承故障信号检测

针对降维算法局部线性嵌入算法LLE(Local Linear Embedding)未能充分保留高维数据中邻域之间的结构的问题,提出了一种新的融合邻域分布属性的局部线性嵌入算法。该算法通过计算每个样本数据的邻域分布以及KL(Kullback-Leibler)散度度量不同邻域点与其中心样本各自的近邻分布差异,并利用其差值优化重构的权重系数,从而获得更精确的低维电机数据。通过可视化、 Fisher测量和识别精度3个评价结果验证了该算法挖掘电机轴承检测数据高维结构的有效性。     

基于局部线形嵌入算法的雷达目标识别

维数约减问题出现在信息处理的许多方面,非线性方法主要有局部线性嵌入LLE (Locally Linear Embedding) 、拉普拉斯特征映射(Laplacian Eigenmap) 、基于Hessian 矩阵的LLE 等,它们通过在高维空间中设计数据集所在流形的拓扑、几何等特性,很好地弥补了线性降维不能发现数据集非线性结构的不足.其中局部线性嵌入这种非监督学习算法应用广泛,在此基础上将其用于作为雷达目标识别的五种飞机数据,取得了很好的效果.     

采用时间序列突变点检测的滚动轴承性能退化评价方法

以滚动轴承为研究对象,根据性能退化曲线的现实意义定义了对性能退化特征提取具有指导意义的评价方法,该方法由初始退化点、初始敏感性、失效突变性和趋势一致性4个指标构成,并根据性能退化曲线的物理特性设计了性能退化特征评价的定量化指标;利用时间序列线性化突变点检测的方法给出了评价指标的计算过程,为性能退化特征的选取提供了更为直观的依据。使用国际通用的Swiss数据集进行验证,实验结果表明该评价方法可以全面评价各个性能退化特征对性能退化过程的表征效果。为了更好地保持原始高维数据的空间位置关系,提出了基于邻域参数自适应选取的局部线性嵌入(LLE)算法,通过自适应局部权值向量来保存高维空间数据的局部线性结构,将多个局部线性进行叠加来不断地逼近全局的非线性,有效提高直接使用高维数据反映原始状态性能的可靠性和稳定性。使用滚动轴承加速寿命试验数据,对比邻域参数自适应LLE算法和常规LLE算法所提取的性能退化特征,验证了邻域参数自适应LLE算法可以保留更多原始高维数据的信息。     

一种面向分类的核局部线性嵌入算法

局部线性嵌入算法(LLE)已被广泛运用于模式分类,但它存在两个缺点。首先LLE是一种无监督学习方法,没有很好地利用类别信息;其次,LLE算法假设数据在局部上的分布是线性的,如数据非线性分布则效果有限。对此,提出了一种解决分类问题的核局部线性嵌入算法。利用KLLE算法的思想寻找样本的内在流形分布,并通过重构误差来判定该样本的类别。所提方法考虑了样本的类别信息,也适合于处理局部非线性分布的数据。在Yale人脸库的实验结果验证了其有效性。     

半监督局部线性嵌入算法在人脸识别中的应用

提高人脸识别算法的识别率,提出一种基于半监督局部线性嵌入(Semi-Supervised Locally Linear Embedding,SSLLE)的人脸图像识别方法。针对局部线性嵌入(Locally Linear Embedding,LLE)算法非监督学习的缺陷,引入半监督思想,在构造邻域的时候利用部分样本的标签信息来重新调整距离矩阵;使用调整后的距离矩阵进行线性重建从而实现数据降维。在Yale和ORL人脸库上的实验结果表明,能有效的提高人脸识别的性能。     

图像粒LLE算法在人脸表情分析中的应用

文章提出了一种粒计算和局部线性嵌入(LLE)相结合的图像处理方法.针对人脸研究领域中高维数据产生的复杂计算度问题,提出了图像粒的方法,并对图像进行处理;对高维数据进行了降维,从而达到降低计算复杂度的效果.实验在Frey人脸数据库上进行,在多个不同粒度的图像粒上分别应用LLE算法,给出人脸姿态和表情分布变化的实验结果,并分析了图像信息的损失情况.实验结果表明图像粒LLE算法对算法复杂度的降低和图像信息的保持是一个有效的方法.     

基于局部线性嵌入与主成分分析的人脸识别方法

针对主成分分析(PCA)算法对数据进行向量化,破坏初始数据的局部结构信息的缺点,提出了将局部线性嵌入(LLE)与PCA相结合的人脸识别算法。先采用LLE提取的初始数据保留了人脸局部结构信息的低维特征,再利用PCA计算低维数据的主要成分,最后根据各人脸的主要成分之间的欧式距离判断是否匹配。对比实验表明,该算法在明显提升算法效率的同时,保证了较高的识别率。     

基于局部线性嵌入(LLE)非线性降维的多流形学习

为了研究多人脸多表情数据集的多流形学习问题,提出了一种基于局部线性嵌入(LLE)算法的多流形学习方法.对于分布在不同流形上的高维数据,该方法在降维的同时首先对数据集进行非监督的聚类,然后分析每一类数据的低维流形的本质维数以及流形空间的构成,聚类及流形空间的确定是通过对LLE降维的结果进行分析而完成的,计算复杂度小.在Cohn-Kanade人脸表情数据库上的表情识别实验表明,该方法在多人脸多表情流形的学习中优于基本的LLE算法,表情的识别率提高了20%～40%.     

基于随机投影的正交判别流形学习算法

提出一种基于流形距离的局部线性嵌入算法,以流形距离测度数据间的相似度,选择各样本点的近邻域,解决了欧氏距离作为相似性度量时对邻域参数的敏感性.在MDLLE算法中引入最大边缘准则(maximum margin criterion,MMC)来构建最优平移缩放模型,使得算法在保持LLE局部几何结构的同时,具有MMC准则判别能力.通过正交化低维特征向量可消除降维过程中的噪声影响,进而提高算法的监督判别能力.由实验结果得到,所提出的方法具有良好的降维效果,能有效避免局部降维算法对邻域参数的敏感.随机投影独立于原始高维数据,将高维数据映射到一个行单位化的随机变换矩阵的低维空间中,维持映射与原始数据的紧密关系,从理论上分析证明了在流形学习算法中采用随机投影可以高概率保证在低维空间保持高维数据信息.     

监督局部线性嵌入在人脸识别中的应用

为了提高人脸识别算法的识别率,提出了一种Gabor小波与监督局部线性嵌入(Supervised Locally Linear Embedding,SLLE)相结合的人脸特征提取算法。针对SLLE不能有效消除图像信息中冗余的高阶相关性,算法首先采用Gabor小波对人脸图像进行多方向、多分辨率滤波,提取图像在不同空间频率上的特征;然后采用监督的局部线性嵌入算法对该Gabor特征进行维数约简。在ORL和YALE人脸库上的实验显示,就算法有效提高了人脸识别的识别率。     

基于LLE的彩色图象人脸检测

分析了人脸与非人脸之间的本质区别,提出了运用局部线形嵌入(LLE)的非线性降维方法,解决非线性结构的高维数据(图象)低维表示的问题,实现了高维输入数据点映射到一个全局低维坐标系,同时保留了邻接点之间的空间关系(即高维空间的几何结构).此算法不仅能够有效地发现数据的非线性结构,同时还具有平移、旋转不变性.运用LLE算法对图象进行降维,再对降维后的数据运用支持向量机(SVM)分类器进行人脸和非人脸的分类.实验结果表明,该人脸检测方法测率较高,并且不受姿态、表情和光照的影响.     

基于局部线性嵌入与主成分分析的人脸识别方法

针对主成分分析（PCA）算法对数据进行向量化,破坏初始数据的局部结构信息的缺点,提出了将局部线性嵌入（LLE）与PCA相结合的人脸识别算法。先采用LLE提取的初始数据保留了人脸局部结构信息的低维特征,再利用PCA计算低维数据的主要成分,最后根据各人脸的主要成分之间的欧式距离判断是否匹配。对比实验表明,该算法在明显提升算法效率的同时,保证了较高的识别率。     

基于LLE和模糊核聚类的语音可视化仿真

根据语音信号的时变特性,提出了一种具有很好分类定位能力的语音可视化方法——局部线性嵌入(LLE)和模糊核聚类相结合的算法.通过利用LLE对提取的语音特征进行非线性降维,然后再利用模糊核聚类算法对其进行聚类分析,即利用Mercer核,将原始空间通过非线性映射到高维特征空间,在高维特征空间中对语音信号特征进行模糊核聚类分析.由于经过了核函数的映射,使原来没有显现的特征突现出来,从而能够更好地支持基于位置的语音可视化.以10名男生和10名女生在实验室环境下的720个语音资料(汉语元音)作为样本进行了试验,试验结果验证了该方法的可行性和有效性.     

基于改进的带监督流形学习算法的通信电台识别

设计了一种电台主域积分双谱（PIB）特征参数提取方法,利用双谱特征的对称性,简化计算,提高计算效率。针对PIB特征参数冗余仍然较大,导致分类器复杂、识别效率低的问题,提出了一种改进的带监督局部线性嵌入（LLE）流形学习方法,利用电台数据类别信息的监督距离改进LLE算法中的邻域点搜索方法,并用于PIB参数的降维。将上述方法用于电台个体识别,采用概率神经网络作为识别分类器,对同型号同工作参数的10部电台进行个体识别实验。实验结果验证了上述方法的有效性,在接收信号信噪比为20 dB时电台的正确识别率超过90%。     

一种新的彩色图像降维方法

基于内容的图像检索(CBIR)是图像检索的重要分支，而基于颜色的特征提取是CBIR的常用方法之一．如果对图像颜色的特征数提取过多、维数过大，则不利于对图像的快速匹配．本文将图像的色彩直方图作为输入向量，然后采用局部线性映射(LLE)算法对原始数据进行降维，并分别在4种色彩空间下对降维后的彩色图像进行分类．实验证明，在处理非线性数据降维时，LLE较主成分分析(PCA)具有明显的优势．     

增强LLE特征分类性能的人脸识别

为了增强局部线性嵌入(LLE)特征的可分类性,提出一种应用LMNN算法改善LLE特征分类性能的人脸识别方法.LMNN算法寻求一个线性变换,变换空间的欧氏距离等价于原始空间的马氏距离,马氏距离增强了LLE特征的kNN分类性能.在ORL数据库和扩展的YaleB数据库上进行实验,并与其他方法进行了比较.实验结果验证了该算法的有效性.     

基于非线性子流形的人脸识别

介绍了流形、流形学习的数学基础及其应用时的核心问题,流形学习方法用于人脸识别的技术路线;通过实例分析讨论了流形学习主流算法——局部线性嵌入(LLE)算法的优势和存在的不足;使用ORL人脸数据库进行仿真实验并将识别效果与原始图像直接分类法、主成分分析法进行比较,验证了LLE算法的有效性及优势。     

一种自适应局部线性嵌入与谱聚类融合的故障诊断方法

针对数据维数高、非线性且从高维观测空间分析数据模式困难的问题,将改进的流形学习算法引入到数据聚类中,提出了一种结合自适应局部线性嵌入和递归调用规范切融合的新方法.采用自适应局部线性嵌入对原始数据进行非线性降维,应用递归调用规范切对低维空间数据进行聚类,通过对3组UCI标准测试数据集的仿真实验表明,新方法能够将高维数据有效地映射到低维本质空间,克服了传统方法对数据集结构的依赖性,从而显著提高了谱聚类算法分类的准确性和稳定性.同时,对于田纳西-伊斯曼过程的数据实验,表明了该方法对故障模式识别的可行性和有效性.