一种新的基于自组织映射的流形学习算法

针对自组织映射(Self-Organizing Map,SOM)算法在进行流形学习时容易陷入局部极值和产生"拓扑缺陷"问题的原因,提出了一种新的基于SOM的流形学习算法:TO-SOM(Training Orderly-SOM).根据流形的局部欧氏性,TO-SOM算法从一个局部线性或近似线性的数据子集出发,按照数据的内在流形结构对其进行有序训练,可以避免局部极值、克服"拓扑缺陷".根据SOM算法的鲁棒性,TO-SOM算法在成功学习数据内在流形结构的同时,对邻域大小参数和噪声也不像ISOMAP和LLE等现有流形学习算法那样敏感,从而更容易得到实际应用.     

两种基于谱方法的流形学习算法研究

流形学习方法是一种新型的非线性降维方法,它可以有效地对具有内在流形形式的非线性高维数据进行维数约简.目前,流形学习已被成功应用于聚类、可视化等数据挖掘领域,表现出卓越的性能.首先讨论了流形学习的研究现状,然后介绍了这一领域中影响最大的2种算法:局部线性嵌入算法和等距特征映射算法.     

流形学习中三种非线性降维算法的比较研究

介绍了流形学习中Hessian特征映射、拉普拉斯特征映射和局部切空间排列3种非线性降维算法的概念和实现步骤,并基于三维的Swiss Roll 数据点集通过实验对3种算法在参数选择和运算效率等方面进行了比较分析,期望为不同应用提供参考.     

一种新的自组织神经网络算法

为有效提高矢量量化码书的性能和学习效率,需进一步改进自组织神经网络的学习算法.在分析Kohonen自组织特征映射算法(SOM)的基础上,提出了一种基于频率敏感的自组织特征映射算法(FSOM),并应用到图像矢量量化中,实验表明,FSOM算法具有聚类特性好和训练速度快等优点,是一种有效的码书设计算法.     

映射的二维不稳定流形计算

针对二维流形求解较困难的问题,提出一种新的离散映射系统二维不稳定流形的算法.该算法以成熟的数值算法为基础,首先通过求初值曲线计算均匀分布的一维子流形,再用三角形有限元逼近相邻一维子流形之间的流形面.计算一维子流形的关键思想是在流形面上找到与当前点相距合适步长的下一点,从而逐步增长流形.该步长根据当前点附近流形的弯曲程度调整.该算法不但可以快速求得流形的直观图像,而且能够准确地反映流形的变化过程.并用超混沌广义Hénon映射不动点的不稳定流形的计算验证了本算法的有效性,此外,通过计算出的直观流形图验证了稳定流形和不稳定流形的相交.     

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。     

一种克服噪声的鲁棒Laplacian特征映射算法

针对流形学习算法普遍存在对噪声敏感的问题,提出一种克服噪声的鲁棒Laplacian特征映射算法。该算法从Laplacian特征映射出发,在降维过程中,对样本点的邻域范围采用局部PCA的方法,以识别和剔除包含的噪声点,并在重构低维嵌入坐标的同时保持流形光滑连续的整体性,较好地改善了算法的特征提取性能。实验结果表明,所提算法有效地提高了对噪声的鲁棒性。     

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。     

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