基于l2,0范数稀疏性和模糊相似性的图优化无监督组特征选择方法

基于图的无监督特征选择方法大多选择投影矩阵的l_2,1范数稀疏正则化代替非凸的l_2,0范数约束,然而l_2,1范数正则化方法根据得分高低逐个选择特征,未考虑特征的相关性.因此,文中提出基于l_2,0范数稀疏性和模糊相似性的图优化无监督组特征选择方法,同时进行图学习和特征选择.在图学习中,学习具有精确连通分量的相似性矩阵.在特征选择过程中,约束投影矩阵的非零行个数,实现组特征选择.为了解决非凸的l_2,0范数约束,引入元素为0或1的特征选择向量,将l_2,0范数约束问题转化为0-1整数规划问题,并将离散的0-1整数约束转化为2个连续约束进行求解.最后,引入模糊相似性因子,拓展文中方法,学习更精确的图结构.在真实数据集上的实验表明文中方法的有效性.     

基于特征正则稀疏关联的无监督特征选择方法

针对高维无标签数据中的特征冗余问题,提出一种基于特征正则稀疏关联的无监督特征选择方法 （FRSA）。建立特征选择模型:利用Frobenius范数建立损失函数项表示特征之间的关联关系,对特征权重矩阵施加L₁稀疏正则化约束。设计一种分治-收缩阈值迭代算法对目标函数进行优化。根据特征权重评估每个特征的重要性,选择出具有代表性的特征。在6个不同类型的标准数据集上与目前常用的无监督特征选择方法进行对比实验,实验结果表明,所提方法的性能优于其它无监督特征选择方法。     

基于低秩和图拉普拉斯的属性选择算法

针对无监督属性选择算法使用单一方法,未考虑数据间内在相关性和噪声等问题,提出一种基于属性自表达的低秩无监督属性选择算法。算法首先将稀疏正则化（[l2,1-]范数）引入属性自表达损失函数中实现无监督稀疏学习,其次在系数矩阵中加入低秩约束以降低噪声和离群点的影响,然后利用低秩结构和图拉普拉斯正则化使子空间学习兼顾数据的全局和局部结构,最后通过属性自表达实现无监督学习。经数据集上多次迭代验证,该算法能够快速收敛并达到全局最优,与SOGFS、PCA、LPP、RSR等四种算法相比分类准确率平均提高了16.11%、14.03%、9.92%和4.2%,并且在各数据集上互信息平均值也是最高的,说明该算法有效、高效。     

一种基于L1范数正则化的回声状态网络

针对回声状态网络存在的病态解以及模型规模控制问题,本文提出一种基于L1范数正则化的改进回声状态网络.该方法通过在目标函数中添加L1范数惩罚项,提高模型求解的数值稳定性,同时借助于L1范数正则化的特征选择能力,控制网络的复杂程度,防止出现过拟合.对于L1范数正则化的求解,采用最小角回归算法计算正则化路径,通过贝叶斯信息准则进行模型选择,避免估计正则化参数.将模型应用于人造数据和实际数据的时间序列预测中,仿真结果证明了本文方法的有效性和实用性.     

特征自表达和图正则化的鲁棒无监督特征选择

为了在揭示数据全局结构的同时保留其局部结构,本文将特征自表达和图正则化统一到同一框架中,给出了一种新的无监督特征选择(unsupervised feature selection,UFS)模型与方法。模型使用特征自表达,用其余特征线性表示每一个特征,以保持特征的局部结构;用基于 ${L_{2, 1}}$ 范数的图正则化项,在保留数据的局部几何结构的同时可以降低噪声数据对特征选择的影响;除此之外,在权重矩阵上施加了低秩约束,保留数据的全局结构。在6个不同的公开数据集上的实验表明,所给算法明显优于其他5个对比算法,表明了所提出的UFS框架的有效性。     

图正则化稀疏判别非负矩阵分解

非负矩阵分解是一种流行的数据表示方法,利用图正则化约束能有效地揭示数据之间的局部流形结构。为了更好地提取图像特征,给出了一种基于图正则化的稀疏判别非负矩阵分解算法（graph regularization sparse discriminant non-negative matrix factorization,GSDNMF-L_2,1）。利用同类样本之间的稀疏线性表示来构建对应的图及权矩阵;以L_2,1范数进行稀疏性约束;以最大间距准则为优化目标函数,利用数据集的标签信息来保持数据样本之间的流形结构和特征的判别性,并给出了算法的迭代更新规则。在若干图像数据集上的实验表明,GSDNMF-L_2,1在特征提取方面的分类精度优于各对比算法。     

L1+L2正则化逻辑斯蒂模型分类算法

提出一种L1+L2范数正则化逻辑斯蒂模型分类算法。该算法引入L2范数正则化,解决L1正则化逻辑斯蒂算法迭代过程奇异问题,通过引入样本向量的扩展和新的权值向量完成L1范数非平滑问题,最终使用共轭梯度方法求解经过转化的最优化问题。在各种实际数据集上的实验结果表明,该算法优于L2范数、L1范数和Lp范数正则化逻辑斯蒂模型,具有较好的特征选择和分类性能。     

基于稀疏约束的流形正则化概念分解算法

流形学习算法在构造图模型时假设观测数据来自一个光滑的流形采样,但实际高维数据中由于各种因素经常存在噪声或异常值.针对概念分解算法无法有效地处理数据中存在的噪声问题,同时未考虑数据间的几何结构信息问题,提出一种基于稀疏约束的流形正则化概念分解算法.该算法通过l2,1范数对目标函数进行稀疏约束,得到具有鉴别能力的特征向量;同时构建拉普拉斯图正则项获得数据的流形结构信息,提高算法的鉴别能力.最后对文中算法的目标函数进行求解并证明了其收敛性;在PIE人脸库、ATT人脸库、Reuters文本库和TDT2文本库上的实验结果表明,该算法提高了聚类的准确率和归一化互信息.     

稀疏回归和流形学习的无监督特征选择算法

针对无标签高维数据的大量出现,对机器学习中无监督特征选择进行了研究。提出了一种结合自表示相似矩阵和流形学习的无监督特征选择算法。首先,通过数据的自表示性质,构建相似矩阵,结合低维流形能够表示高维数据结构这一流形学习思想,建立一种考虑流形学习的无监督特征选择优化模型。其次,为了保证选择更有用及更稀疏的特征,采用◢l◣▼2,1▽范数对优化模型进行约束,使特征之间相互竞争,消除冗余。进而,通过变量交替迭代对优化模型进行求解,并证明了算法的收敛性。最后,通过与其他几个无监督特征算法在四个数据集上的对比实验,表明所给算法的有效性。     

基于AdaBoost的弹性网型正则化多核学习算法

在正则化多核学习中,稀疏的核函数权值会导致有用信息丢失和泛化性能退化,而通过非稀疏模型选取所有核函数则会产生较多的冗余信息并对噪声敏感。针对上述问题,基于AdaBoost框架提出一种弹性网型正则化多核学习算法。在迭代选取基本分类器时对核函数的权值进行弹性网型正则化约束,即混合L_1范数和L_p范数约束,构造基于多个基本核最优凸组合的基本分类器,并将其集成到最终的强分类器中。实验结果表明,该算法在保留集成算法优势的同时,能够实现核函数权值稀疏性和非稀疏性的平衡,与L_1-MKL和L_p-MKL算法相比,能够以较少的迭代次数获得分类精度较高的分类器。     

基于稀疏图表示的特征选择方法研究

特征选择旨在降低待处理数据的维度,剔除冗余特征,是机器学习领域的关键问题之一。现有的半监督特征选择方法一般借助图模型提取数据集的聚类结构,但其所提取的聚类结构缺乏清晰的边界,影响了特征选择的效果。为此,提出一种基于稀疏图表示的半监督特征选择方法,构建了聚类结构和特征选择的联合学习模型,采用l__1范数约束图模型以得到清晰的聚类结构,并引入l_2,1范数以避免噪声的干扰并提高特征选择的准确度。为了验证本方法的有效性,选择了目前流行的几种特征方法进行对比分析,实验结果表明了本方法的有效性。     

Self-representation and PCA embedding for unsupervised feature selection

Feature selection is an important preprocessing step for dealing with high dimensional data. In this paper, we propose a novel unsupervised feature selection method by embedding a subspace learning regularization (i.e., principal component analysis (PCA)) into the sparse feature selection framework. Specifically, we select informative features via the sparse learning framework and consider preserving the principal components (i.e., the maximal variance) of the data at the same time, such that improving the interpretable ability of the feature selection model. Furthermore, we propose an effective optimization algorithm to solve the proposed objective function which can achieve stable optimal result with fast convergence. By comparing with five state-of-the-art unsupervised feature selection methods on six benchmark and real-world datasets, our proposed method achieved the best result in terms of classification performance.     

Generalized Competitive Learning of Gaussian Mixture Models

When fitting Gaussian mixtures to multivariate data, it is crucial to select the appropriate number of Gaussians, which is generally referred to as the model selection problem. Under regularization theory, we aim to solve this model selection problem through developing an entropy regularized likelihood (ERL) learning on Gaussian mixtures. We further present a gradient algorithm for this ERL learning. Through some theoretic analysis, we have shown a mechanism of generalized competitive learning that is inherent in the ERL learning, which can lead to automatic model selection on Gaussian mixtures and also make our ERL learning algorithm less sensitive to the initialization as compared to the standard expectation-maximization algorithm. The experiments on simulated data using our algorithm verified our theoretic analysis. Moreover, our ERL learning algorithm has been shown to outperform other competitive learning algorithms in the application of unsupervised image segmentation.      

基于稀疏学习的低秩属性选择算法

针对回归模型在进行属性选择未考虑类标签之间关系从而导致回归效果不理想,提出了一种新的具有鲁棒性的低秩属性选择算法。具体为,在线性回归的模型框架下,通过低秩约束来考虑类标签间的相关性和通过稀疏学习理论中的[l2,p-]范数来考虑属性间的关联结构,以此去除不相关的冗余属性的影响;算法通过嵌入子空间学习方法（线性判别分析（LDA））来调整属性选择结果。经实验验证,提出的属性选择算法在六个公开数据集上的效果均优于四种对比算法。     

维吾尔文无监督自动切分及无监督特征选择

维吾尔文常用切分方法会产生大量的语义抽象甚至多义的词特征,因此学习算法难以发现高维数据中隐藏的结构.提出一种无监督切分方法dme-TS和一种无监督特征选择方法UMRMR-UFS.dme-TS从大规模生语料中自动获取单词Bi-gram及上下文语境信息,并将相邻单词间的t-测试差、互信息及双词上下文邻接对熵的线性融合作为一个组合统计量(dme)来评价单词间的结合能力,从而将文本切分成语义具体的独立语言单位的特征集合.UMRMR-UFS用一种综合考虑最大相关度和最小冗余的无监督特征选择标准(UMRMR)来评价每一个特征的重要性,并将最重要的特征依次移入到特征子集中.实验结果表明dme-TS能有效控制原始特征集的规模,提高特征项本身的质量,用UMRMR-UFS的输出来表征文本时,学习算法也表现出其最高的性能.     

Unsupervised feature selection using clustering ensembles and population based incremental learning algorithm

This paper describes a novel feature selection algorithm for unsupervised clustering, that combines the clustering ensembles method and the population based incremental learning algorithm. The main idea of the proposed unsupervised feature selection algorithm is to search for a subset of all features such that the clustering algorithm trained on this feature subset can achieve the most similar clustering solution to the one obtained by an ensemble learning algorithm. In particular, a clustering solution is firstly achieved by a clustering ensembles method, then the population based incremental learning algorithm is adopted to find the feature subset that best fits the obtained clustering solution. One advantage of the proposed unsupervised feature selection algorithm is that it is dimensionality-unbiased. In addition, the proposed unsupervised feature selection algorithm leverages the consensus across multiple clustering solutions. Experimental results on several real data sets demonstrate that the proposed unsupervised feature selection algorithm is often able to obtain a better feature subset when compared with other existing unsupervised feature selection algorithms.     

Joint self-representation and subspace learning for unsupervised feature selection

This paper proposes a novel unsupervised feature selection method by jointing self-representation and subspace learning. In this method, we adopt the idea of self-representation and use all the features to represent each feature. A Frobenius norm regularization is used for feature selection since it can overcome the over-fitting problem. The Locality Preserving Projection (LPP) is used as a regularization term as it can maintain the local adjacent relations between data when performing feature space transformation. Further, a low-rank constraint is also introduced to find the effective low-dimensional structures of the data, which can reduce the redundancy. Experimental results on real-world datasets verify that the proposed method can select the most discriminative features and outperform the state-of-the-art unsupervised feature selection methods in terms of classification accuracy, standard deviation, and coefficient of variation.     

p范数正则化支持向量机分类算法

L2范数罚支持向量机(Support vector machine,SVM)是目前使用最广泛的分类器算法之一,同时实现特征选择和分类器构造的L1范数和L0范数罚SVM算法也已经提出.但是,这两个方法中,正则化阶次都是事先给定,预设p=2或p=1.而我们的实验研究显示,对于不同的数据,使用不同的正则化阶次,可以改进分类算法的预测准确率.本文提出p范数正则化SVM分类器算法设计新模式,正则化范数的阶次p可取范围为02范数罚SVM,L1范数罚SVM和L0范数罚SVM.     

光滑lp范数压缩感知图像重构优化算法

针对已有压缩感知重构算法重构精度不高、消耗时间长的问题,在研究[lp]范数和光滑[l0]范数压缩感知重构算法的基础上提出改进算法。通过极大熵函数构造一种光滑函数来逼近最小[lp] 范数,对解序列进行离散化来近似最小[lp]范数的最优解,结合图像分块压缩感知技术（BCS）,在MATLAB中对测试图像进行仿真实验。结果表明,与传统的BOMP（Block Orthogonal Matching Pursuit）算法和IRLS（Iteratively Reweighted Least Squares）算法相比,改进后的算法不仅提高了重构精度,而且大大降低运行时间。