一种改进的局部线性嵌套方法

局部线性嵌套LLE(locally linear embedding)是一种经典的流形学习方法.对于从单个流形上采样得到的数据集,它能够有效地学习其内在低维结构,然而当数据集是从多个流形上采样得到时,U正的效果并不理想.提出了一种基于距离度量学习的改进方法:Metric LLE,它利用部分数据点的相似信息来学习距离度量.实验结果表明Metric LLE在应用中有很好的性能:分类能力比LLE好;在可视化方面,效果比Supervised LLE好.     

基于认知的流形学习方法概要

流形学习是一种新出现的机器学习方法,近年来引起越来越多的计算机科学工作者和认知科学工作者的重视.为了加深对流形学习的认识和理解,从流形与流形学习的基本概念入手,追溯它的发展历程.针对目前的几种主要的流形算法,分析它们各自的优势和不足,然后引用LLE的应用示例.说明流形学习较之于传统的线性降维方法如PCA等,能够有效地发现非线性高维数据的本质维数,可以有效地进行维数约简和数据分析.最后对流形学习未来的研究方向做出展望,以期进一步拓展流形学习的应用领域.     

流形学习概述

流形学习是一种新的非监督学习方法,近年来引起越来越多机器学习和认知科学工作者的重视.为了加深对流形学习的认识和理解,该文由流形学习的拓扑学概念入手,追溯它的发展过程.在明确流形学习的不同表示方法后,针对几种主要的流形算法,分析它们各自的优势和不足,然后分别引用Isomap和LLE的应用示例.结果表明,流形学习较之于传统的线性降维方法,能够有效地发现非线性高维数据的本质维数,利于进行维数约简和数据分析.最后对流形学习未来的研究方向做出展望,以期进一步拓展流形学习的应用领域.     

全局信息融合的汉语方言自动辨识

提出身份认证矢量（Identity vector,I-vector）结合韵律信息的汉语方言辨识方法。全差异空间替代本征音与本征信道空间,将高维超矢量映射为低维I-vector表示,并进行信道补偿与特征降维处理。汉语是有调语言,各方言在其韵律结构上具有明显差异,I-vector特征融合全局韵律信息,可有效增补各方言鉴别性。利用融合信息对闽、粤、吴等五种方言以及普通话进行辨识实验,等错率（Equal Error Rate,EER）达到8.01%,比高斯混合模型-通用背景模型（Gaussian Mixture Model-Universal Background Model,GMM-UBM）降低56.2%,表明融合全局韵律信息的I-vector方法可有效提高汉语方言辨识正确率。     

多信息融合的汉语方言辨识

文章提出了一种融合声学、音素配位和韵律特征等多信息融合的汉语方言辨识系统,分析了将语言信息转化为这些特征的实验方法,在此基础上,根据汉语方言辨识的特点,提出了一种基于概率模型的多信息辨识机制,实验结果表明,韵律特征对于短时语音具有很好的辨识效果,而音位配列特征对于长时语音更加有效。对于汉语三种方言的辨识,融合这三种特征的辨识率达95％。     

改进的非线性数据降维方法及其应用

局部线性嵌入算法（Locally Linear Embedding,LLE）是基于流形学习的非线性降维方法之一。LLE利用样本点的近邻点的线性组合对每个样本点进行局部重构,而不同近邻个数的选取会产生不同的重构误差,从而影响整体算法的实施。提出了一种LLE的改进算法,算法有效地降低了近邻点个数对算法的影响,并很好地学习了高维数据的流形结构。所提方法的有效性在人造和真实数据的对比实验中得到了证实。     

基于组合方法的人脸识别算法研究

该文试探一种加权融合流形学习的方法进行人脸识别,该算法通过Haar小波和局部线性嵌入（LLE）加权融合的方式来进行人脸识别。首先通过Haar小波变换对人脸图像进行一级分解,得到四个子图;然后利用LLE算法对四个子图降维处理,并加权融合;最后利用支持向量机（SVM）进行分类判决。通过在ORL库中进行实验,结果表明,该文提出的Haar＋LLE识别效率比单独使用主成分分析（PCA）和LLE更高效。     

几种流形学习算法的比较研究

如何发现高维数据空间流形中有意义的低维嵌入信息是流形学习的主要目的。目前,大部分流形学习算法都是用于非线性维数约简或是数据可视化的,如等距映射（Isomap）,局部线性嵌入算法（LLE）,拉普拉斯特征映射算（laplacian Eigenmap）等等,文章对这三种流形学习算法进行实验分析与比较,目的在于了解这几种流形学习算法的特点,以便更好地进行数据的降维与分析。     

基于组合方法的人脸识别算法研究

该文试探一种加权融合流形学习的方法进行人脸识别,该算法通过Haar小波和局部线性嵌入(LLE)加权融合的方式来进行人脸识别。首先通过Haar小波变换对人脸图像进行一级分解,得到四个子图;然后利用LLE算法对四个子图降维处理,并加权融合;最后利用支持向量机(SVM)进行分类判决。通过在ORL库中进行实验,结果表明,该文提出的Haar+LLE识别效率比单独使用主成分分析(PCA)和LLE更高效。     

流形学习中的算法研究

详细介绍了一种新的机器学习的方法--流形学习.流形学习是一种新的非监督学习方法,可以有效地发现高维非线性数据集的内在维数并进行维数约简,近年来越来越受到机器学习和认知科学领域的研究者的重视.目前已经出现了很多有效的流形学习算法,如等度规映射(ISOMAP)、局部线性嵌套(Locally Linear Embedding ,LLE)等.详细讲述了当前常用的几种流形学习算法以及在流形方面已经取得的研究成果,并对流形学习目前在各方面的应用作了较为细致的阐述.最后展望了流形学习的研究发展趋势,且提出了流形学习中仍需解决的关键问题.     

基于增量流形学习的语音情感特征降维方法

非线性流形学习可以准确反映现实非线性数据本质并进行较好的降维,但在语音情感识别过程中难以有效处理不断增加的语音数据集,也不能充分利用训练过程中的情感特征信息。针对上述情况,提出一种基于增量流形学习的语音情感特征降维方法。该方法利用等距映射将训练样本特征维数降至目标维数后,通过增量流形学习的方法分批求得测试样本的低维特征。实验结果表明,相比同类方法,该方法具有较低的运算复杂度和较高的识别率。     

一种边界总和最大化的车牌汉字特征融合

提出一种边界总和最大化的车牌汉字特征融合算法,根据高维数据低维投影趋于正态分布的特点,将Pseudo-Zernike矩特征和Gabor特征串联后形成的高维特征投影到低维空间,利用类别均值和方差构造分类边界总和,最大化边界总和,得到最佳投影向量,构成投影矩阵,对原串联特征投影后得到一组新特征,作为椭圆基概率神经网络分类器的输入。实验表明,新特征同时具备全局表征能力和细节刻画能力,去除了数据冗余,在提高分类准确率的同时有效降低了分类器规模,椭圆基概率神经网络构造简便,具有与SVM相当的分类准确率。     

基于2DPCA和流形学习LPP算法的人脸特征提取应用

人脸图像的特征提取是人脸识别系统中最关键同时也是难题之一。流形学习算法是近些年的人脸识别和语音识别两个领域应用较多的非线性降维方法。通过对人脸识别系统的研究,现提出一种全新的基于2DPCA（Two-Dimentional PCA）和流形学习LPP（Locality Preserving Projections）算法的特征提取方法,可为今后深入研究人脸识别技术提供较好的参考。仿真实验表明,该算法与传统特征提取PCA、LDA算法相比,可以取得更好的识别率。     

基于改进ISOMAP的飞机识别算法

将流形学习方法应用于飞机图像识别中,提出一种基于改进等距映射(ISOMAP)的飞机识别算法.根据飞机图像数据的高维性质,采用改进的ISOMAP对数据进行降维,在构造近邻图的过程中,利用Procrustes距离取代传统的欧氏距离.仿真实验结果证明,该算法的的识别率较高.     

融合Garbor小波和流形学习的人脸表情识别

通过Garbor小波提取人脸表情特征,为降低Garbor变换后向量维数和提取有效的鉴别特征,将手动选取特征点和监督局部线性嵌入（SLLE）结合起来,利用人脸表情图像数据本身的非线性流形结构信息和样本标签信息来调整点到点之间的距离,并形成距离矩阵,而后基于被调整的距离矩阵进行线性近邻重建来实现维数约简,提取低维鉴别特征用于人脸表情识别。结果表明该方法能更为有效地提取反映表情状态的特征,识别率优于传统的PCA算法,取得了较好的识别效果。最后实验分析了SLLE算法近邻数K和嵌入维数对识别率的影响,得到了SLLE算法的最优近邻数K和低维嵌入维数。     

基于流形学习的光学遥感图像分类

随着光学遥感图像技术的快速发展与广泛应用,对光学遥感图像的准确分类具有深远的研究意义。传统特征提取方式提取的高维特征中夹杂着许多冗余信息,分类过程可能导致过拟合现象,针对传统的线性降维算法不足以保持原始数据的内部结构,容易造成数据失真这一问题,提出基于流形学习的光学遥感图像分类算法。该算法首先提取出图像的SIFT特征,然后将流形学习运用于特征降维,最后结合支持向量机进行训练和识别。实验结果表明,在Satellite、NWPU和UCMerced实验数据中,冰川、建筑群和海滩分类精度得到了有效提高,达到85%左右;针对沙漠、岩石、水域等特殊环境遥感图像,分类精度提高了10%左右。总而言之,基于流形学习的分类算法对通过降维之后的数据能够保持在原高维空间中的拓扑结构,相似特征点能得到有效聚合,预防了"维数灾难",减少了计算量,保证了分类精度。     

基于联合多样性密度的汉语方言辨识

为了解决汉语方言模型设计较为单一的问题,提高方言辨识的效率,提出了一种基于联合多样性密度的汉语方言辨识方法。多样性密度算法是多示例学习中的一种经典算法,联合多样性密度算法是对其的改进应用。该方法首先将方言进行预分类为多个小类,然后将各小类方言进行多示例包生成,并通过期望最大多样性密度算法进行多示例学习,得到的多个多样性密度点作为方言的多示例模型,最后提出平均最近距离算法进行模式分类。该方法在训练模型时得到的方言模型更为全面、完整,在模式分类时考虑了未知包中每个示例的影响,提高了辨识系统的效率。     

基于流形学习的泛化改进的LTSA算法

在数据稀疏、数据非均匀分布和数据流形具有较大曲率的情况下,传统的局部切空间方法不能够有效地揭示流形结构。提出了一种泛化的ILTSA（GILTSA）流形学习方法,该方法以改进的局部切空间排列算法（ILTSA）为基础,在解决流形结构问题的同时,不仅能够获得用于人脸识别更好的低维特征,而且能有效地处理日益增加的数据集的问题。该方法首先基于样品间距离选择近邻集,实现训练集的低维流形,为每个新样本寻找最近的样本训练集。然后结合ILTSA算法,根据其最近样本投影距离计算低维流形。在ORL的人脸图像数据库的实验、Swiss roll和手书的“2”等实验结果表明,与局部线性嵌入和局部切空间排列算法等相比,GILTSA方法增加了整体精度。     

结合深度强化学习的区块链分片系统性能优化

提高区块链系统吞吐量是广泛应用区块链的关键问题之一。针对以上问题,将分片技术应用到区块链系统中,通过使区块链并行处理事务提高区块链的吞吐量。将区块链分片选择问题建立为马尔科夫决策过程（Markov decision process,MDP）,并设计了基于深度强化学习（deep reinforcement learning,DRL）的区块链分片最优选择策略（branching dueling Q-network shard-based blockchain,BDQSB）。所采用的BDQSB算法克服了传统DRL算法行为空间维度高、神经网络难以训练的缺点。仿真实验结果表明,所提出的方法可以有效降低行为空间维度,提高区块链处理事务的吞吐量和可扩展性。