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．     

基于流形学习的图像检索研究进展

基于内容的图像检索是当前研究的热点,然而由于“语义鸿沟”问题而限制其检索能力的提高．而流形学习可以利用图像数据库中的数据,以及和用户交互的反馈信息获得用户的语义概念,从而提高检索性能．本文鉴于流形学习在图像检索中表现出的有效性,分析了近几年将流形学习应用到基于内容图像检索中的算法,从归纳和转导角度将相关内容分为两个类别,针对每个类别总结分析了相关算法,并总结了有待进一步研究的问题．     

基于半监督极限学习机的隧道内车辆RSSI定位方法

为了提高公路隧道突发事件的判别效率，实现道路交通状态全天候监测，以智能公路上泛在无线传感网络为基础，研究了基于信号强度指示值(RSSI)的网联车辆定位问题；考虑到隧道内车辆的连续运动特性，提出了一种带有局部线性嵌入(LLE)算法的半监督极限学习机(SSELM)实现RSSI指纹定位；离线阶段利用LLE对少量已标记位置的RSSI样本和大量无标记样本进行降维处理，辨识表征目标位置信息的高维数据对应的低维流形，再基于改进的半监督学习拟合降维后的RSSI与位置的映射关系；在线阶段将实时采集的RSSI数据进行流形降维后，输入校准好的SSELM中估计目标位置；采用无迹卡尔曼滤波平滑估计位置。试验结果表明:相比于已有半监督学习算法，提出的方法在不同车辆行驶速度和部署间距下均能取得较优的定位性能；当已标记数据占比(减少了50%~90%)、未标记数据数量(0~1 000个)和检测器部署间距(10~25 m)等关键指标变化后，本文方法的定位性能仍然保持最佳，其平均误差最低为3.09 m；计算复杂度上，当已标记数据为30%，即仅采集96个参考点样本时，其平均定位误差为3.8 m，训练时间低至8.7 s。可见，带有局部线性嵌入算法的半监督极限学习机在稀疏或密集传感器部署环境中，对不同行驶速度的车辆均能提供理想的定位性能，且训练时间短、样本依赖性低，是进行隧道内网联车辆辅助定位的一种有效方法。      

基于重选择流形排序的图像检索

在研究已有基于流形排序图像检索算法存在问题的基础上,提出一种基于重选择流形排序的图像检索算法,此算法可以在节约时间的同时,进一步提高检索结果的精度,并在实际图像数据库中的实验结果验证了此算法的有效性.     

二分类数据的分类结果可视化算法

针对在某些应用领域对二分类数据分类结果可视化的需求，以及现有无监督可视化算法无法提供分类结果的相关信息的问题，提出了二分类数据分类结果可视化算法——支持向量可视化（SVV），该算法是在无监督的自组织神经网络（SOM）的可视化功能的基础上，结合监督学习的支持向量机（SVM）的二分类算法，得到能够直观地显示高维数据、二分类数据分类边界以及数据与分类边界距离的二维映射图，提高了分类结果的可解释性．以SOM可视化算法以及Smnmon算法为参照，用2组可分性不同的样本集进行仿真分析，验证了该算法的有效性和可行性。     

基于自权值线性判别分析算法的图像处理研究

鉴于传统的线性判别分析(LDA)算法未考虑数据从高维空间嵌入到低维子空间中样本之间的相似性,导致该算法在处理非高斯分布数据时不能取得较好的效果,为此,本文提出了一种改进的自权值线性判别分析算法。改进的模型通过将样本对之间的距离分布转换为样本点之间的权值以区分样本之间的差异性,使模型考虑数据从高维空间嵌入到低维子空间中隐含的局部流形结构,进而提高模型处理非高斯数据的能力。通过人工合成数据和真实数据对改进的模型进行实验验证,表明改进的自权值算法在一定程度上可以改善传统LDA在处理非高斯数据上的降维性能。     

不动点集是有限个不同维实射影空间并的带有对合的光滑流形

光滑流形对合的协边类是拓扑学中的一个重要的问题,讨论了不动点集是有限个一维实射影空间与两个二维实射影空间并的带有对合的光滑流形.     

余辛流形及其不变子流形

介绍了一类重要的流形--余辛流形,给出了关于余辛流形曲率的一些关系式,并研究了余辛流形的不变子流形,得到了一些有趣的性质:余辛流形的不变子流形仍然是余辛流形,并且是最小子流形.     

余辛流形及其不变子流形

介绍了一类重要的流形——余辛流形,给出了关于余辛流形曲率的一些关系式,并研究了余辛流形的不变子流形,得到了一些有趣的性质：余辛流形的不变子流形仍然是余辛流形,并且是最小子流形．     

固定于P(m,n)×HP(1)的光滑对合

设(Mr ,T)是一个在r维闭光滑流形上的不平凡光滑对合,当不动点集是P(m,n)×HP(1)且m与n满足一定条件时(Mr ,T)协边于零,其中 P(m,n)是Dold流形, HP(1)是四元数射影空间.     

Research of Adaptive Neighborhood Incremental Principal Component Analysis and Locality Preserving Projection Manifold Learning Algorithm

In view of the incremental learning problem of manifold learning algorithm, an adaptive neighborhood incremental principal component analysis (PCA) and locality preserving projection (LPP) manifold learning algorithm is presented, and the incremental learning principle of algorithm is introduced. For incremental sample data, the adjacency and covariance matrices are incrementally updated by the existing samples; then the dimensionality reduction results of the incremental samples are estimated by the dimensionality reduction results of the existing samples; finally, the dimensionality reduction results of the incremental and existing samples are updated by subspace iteration method. The adaptive neighborhood incremental PCA-LPP manifold learning algorithm is applied to processing of gearbox fault signals. The dimensionality reduction results by incremental learning have very small error, compared with those by batch learning. Spatial aggregation of the incremental samples is basically stable, and fault identification rate is increased.     

人脸非线性视角流形建模方法

针对线性子空间不足以描述头部视角空间非线性变化等因素影响人脸视角流形的精确建模问题,提出一种新的视角流形建模方法,并从理论上将该方法与经典的流形学习建模方法及概念驱动的视角流形建模方法进行比较,通过基于非线性张量分解的人脸及视角识别实验比较视角流形对识别结果的影响,从而给出视角流形的有效性比较.实验结果表明,本文提出的视角流形建模方法比概念驱动的视角流形和TensorFace中的线性视角系数均有更好的识别效果.     

Orthogonal discriminant improved local tangent space alignment based feature fusion for face recognition

Improved local tangent space alignment (ILTSA) is a recent nonlinear dimensionality reduction method which can efficiently recover the geometrical structure of sparse or non-uniformly distributed data manifold. In this paper, based on combination of modified maximum margin criterion and ILTSA, a novel feature extraction method named orthogonal discriminant improved local tangent space alignment (ODILTSA) is proposed. ODILTSA can preserve local geometry structure and maximize the margin between different classes simultaneously. Based on ODILTSA, a novel face recognition method which combines augmented complex wavelet features and original image features is developed. Experimental results on Yale, AR and PIE face databases demonstrate the effectiveness of ODILTSA and the feature fusion method.     

基于粒子群算法的投影寻踪分类模型研究

投影寻踪分类模型将高维分析问题的数据投影到最佳投影方向上,将其转化为一维问题进行分析研究,其实质是一种降维处理技术,以达到在低维空间分析高维非线性数据的目的．寻找最佳投影方向是一个优化搜索过程,PSO算法可以有效地应用于投影寻踪分类模型中最佳投影方向的搜索．用最佳投影方向计算样本数据的最佳投影值,根据K-均值聚类算法对投影值进行聚类,获取聚类结果．     

柴油机排气歧管进气角度对排气性能影响

为研究柴油机排气系统的结构对增压方式及排气能量利用效率的影响,建立了某柴油机排气歧管的三维数值模型,采用动态控制技术,分析了各歧管联合排气时排气系统内的流动状态.结果表明,原始结构的排气管内存在漩涡、局部动态压力过大,排气歧管内气体流量分布最大不均匀度较大等现象.为提高排气性能,对排气歧管进气角度进行了优化.模拟结果表明,优化后涡流明显减少,局部动压降低2000 Pa,出口处最大不均匀度降低5.55％,该结构有利于排气.