针对传统局部线性嵌入算法在挖掘局部流形结构时未充分考虑样本邻居分布信息,且在降维过程中默认样本具有相同的重要性导致提取鉴别特征不明显的问题,提出基于共享近邻的加权局部线性嵌入(weighted local linear embedding based on sha...针对传统局部线性嵌入算法在挖掘局部流形结构时未充分考虑样本邻居分布信息,且在降维过程中默认样本具有相同的重要性导致提取鉴别特征不明显的问题,提出基于共享近邻的加权局部线性嵌入(weighted local linear embedding based on shared neighbors,SN-WLLE)算法,并用于滚动轴承故障诊断.该算法首先使用余弦距离划分样本邻域;其次计算样本邻域对相似度用以评估样本共享近邻信息,并结合样本的6种邻居分布修正局部结构挖掘,提高多共享近邻的k近邻重构准确性;接着从多流形的角度评估样本点与近邻点间的稀疏分布一致性,以获得样本的重要性指标,并在低维空间保持该信息,进而提取准确的鉴别特征;最后结合KNN分类器构建出完备的轴承故障诊断模型.采用凯斯西储大学轴承数据集和实验室测试平台轴承数据集,从可视化评估、定量聚类评估、故障识别精度评估及鲁棒性评估等方面进行分析.结果表明:SN-WLLE算法的F值保持在108以上水准,平均故障识别精度最低可达0.9734,不仅具有较好的类内紧致性与类间可分性,还对近邻参数k具有低敏感性.展开更多
函数型聚类分析在统计学领域被广泛关注,其分析过程通常在降维目标实现后进行。为了有效解决函数型主成分聚类问题,文章结合局部线性嵌入算法(Locally Linear Embedding,LLE)在非线性空间下的适用性,提出了一种局部线性下的函数型主成...函数型聚类分析在统计学领域被广泛关注,其分析过程通常在降维目标实现后进行。为了有效解决函数型主成分聚类问题,文章结合局部线性嵌入算法(Locally Linear Embedding,LLE)在非线性空间下的适用性,提出了一种局部线性下的函数型主成分分析模型(LLE Function Principle Component Analysis,LFPCA)。首先,采用函数型主成分分析法作为降维目标方法,改进了FPCA的算法模型,通过将LLE算法的权重系数矩阵与函数型主成分定义相结合,构建出一个适用于非线性空间下的聚类算法;其次,在求解算法的过程中定义了函数型主成分得分,并结合EM算法构建出GMM模型来近似函数型算法的概率密度函数,使模型更高效且适用性更强;最后,通过随机模拟实验及应用分析验证了LFPCA算法模型在真实数据集上具有良好的聚类效能。展开更多
交互式图像分割是指在分割过程中引入少量的用户指引分割出目标对象,是图像处理最基本的任务之一。现有方法通常需要构建非二次能量函数,并且普遍存在缺乏唯一解、分割精度低等问题。为进一步提高分割质量,提出一种结合局部线性嵌入和...交互式图像分割是指在分割过程中引入少量的用户指引分割出目标对象,是图像处理最基本的任务之一。现有方法通常需要构建非二次能量函数,并且普遍存在缺乏唯一解、分割精度低等问题。为进一步提高分割质量,提出一种结合局部线性嵌入和种子信息的交互式图像分割算法(seed information combined with local linear embedding,SILLE)。该算法考虑像素点的局部信息以及先验信息,将标记种子点的信息融入到新构建的能量函数中,以一种有效且快速的最小化方案得到能量函数的唯一且最优解,从而获得更加准确的分割结果。最后在不同数据集上,与不同方法进行多种指标的对比,验证了算法的有效性和可行性。展开更多
针对局部线性嵌入(Locally Linear Embedding,LLE)算法在挖掘数据结构时未考虑特征权重且仅局限于数据的线性拟合关系,导致特征提取效果不佳的问题,提出一种基于熵权距离的图正则局部线性嵌入(Graph Regular Local Linear Embedding Alg...针对局部线性嵌入(Locally Linear Embedding,LLE)算法在挖掘数据结构时未考虑特征权重且仅局限于数据的线性拟合关系,导致特征提取效果不佳的问题,提出一种基于熵权距离的图正则局部线性嵌入(Graph Regular Local Linear Embedding Algorithm Based on Entropy Weight Distance,EWD-GLLE)算法。首先,采用信息熵加权的余弦距离划分样本邻域,减小不重要特征对邻域划分的影响,提高了邻域划分的准确性;然后,利用融合热核权重与余弦权重的拉普拉斯图约束低维嵌入,以保留更多的原始数据信息,进而提取到更显著的特征。在两种轴承数据集上的实验结果表明:EWD-GLLE算法的特征提取性能明显优于LLE、LTSA、LDA算法。展开更多
由于实际采集数据的局部邻域并非位于线性子空间中,传统的局部线性嵌入算法无法出提取显著特征。针对该问题,提出了局部线性增强嵌入(local linear augmentation embedding,LLAE)算法。首先通过高维重构模型挖掘出流形的本质结构;然后...由于实际采集数据的局部邻域并非位于线性子空间中,传统的局部线性嵌入算法无法出提取显著特征。针对该问题,提出了局部线性增强嵌入(local linear augmentation embedding,LLAE)算法。首先通过高维重构模型挖掘出流形的本质结构;然后将邻域线性增强策略引入到低维目标函数的构造中,通过构造均值和方差模型,获得样本的显著特征。在两个轴承数据集上进行了大量的实验,LLAE算法获得了良好的可视化和聚类效果,识别精度达到了97%以上。这表明LLAE算法能够提取出显著的特征,实现更有效的故障诊断。展开更多
局部线性回归分类器(locality-regularized linear regression classification,LLRC)在人脸识别上表现出了高识别率以及高效性的特点,然而原始特征空间并不能保证LLRC的效率。为了提高LLRC的性能,提出了一种与LLRC相联系的新的降维方法...局部线性回归分类器(locality-regularized linear regression classification,LLRC)在人脸识别上表现出了高识别率以及高效性的特点,然而原始特征空间并不能保证LLRC的效率。为了提高LLRC的性能,提出了一种与LLRC相联系的新的降维方法,即面向局部线性回归分类器的判别分析方法(locality-regularized linear regressionclassification based discriminant analysis,LLRC-DA)。LLRC-DA根据LLRC的决策准则设计目标函数,通过最大化类间局部重构误差并最小化类内局部重构误差来寻找最优的特征子空间。此外,LLRC-DA通过对投影矩阵添加正交约束来消除冗余信息。为了有效地求解投影矩阵,利用优化变量之间的关系,提出了一种新的迹比优化算法。因此LLRC-DA非常适用于LLRC。在FERET和ORL人脸库上进行了实验,实验结果表明LLRCDA比现有方法更具有优越性。展开更多
杂草精准识别是实现农药定向定量喷洒的基础,是精准农业重要的研究课题之一,对环境保护和生产成本控制都有着重要的现实意义。该文以玉米田间常见杂草为研究对象,首先通过超绿特征去除田间复杂背景的影响,然后采用形态学方法自动分割图...杂草精准识别是实现农药定向定量喷洒的基础,是精准农业重要的研究课题之一,对环境保护和生产成本控制都有着重要的现实意义。该文以玉米田间常见杂草为研究对象,首先通过超绿特征去除田间复杂背景的影响,然后采用形态学方法自动分割图像中绿色植物区域作为待判别为杂草或作物的识别对象,之后采用基于Fisher投影的监督LLE(locally linear embedding)方法对样本的高维灰度特征进行降维,在低维空间结合支持向量机实现了杂草的快速识别。试验结果表明,该识别方法能更好地发现杂草与玉米的低维特征,对杂草和玉米植株的平均识别率分别达到97.2%和77.8%。该研究结果可为精准喷洒除草剂的自动化实现提供参考。展开更多
文摘针对传统局部线性嵌入算法在挖掘局部流形结构时未充分考虑样本邻居分布信息,且在降维过程中默认样本具有相同的重要性导致提取鉴别特征不明显的问题,提出基于共享近邻的加权局部线性嵌入(weighted local linear embedding based on shared neighbors,SN-WLLE)算法,并用于滚动轴承故障诊断.该算法首先使用余弦距离划分样本邻域;其次计算样本邻域对相似度用以评估样本共享近邻信息,并结合样本的6种邻居分布修正局部结构挖掘,提高多共享近邻的k近邻重构准确性;接着从多流形的角度评估样本点与近邻点间的稀疏分布一致性,以获得样本的重要性指标,并在低维空间保持该信息,进而提取准确的鉴别特征;最后结合KNN分类器构建出完备的轴承故障诊断模型.采用凯斯西储大学轴承数据集和实验室测试平台轴承数据集,从可视化评估、定量聚类评估、故障识别精度评估及鲁棒性评估等方面进行分析.结果表明:SN-WLLE算法的F值保持在108以上水准,平均故障识别精度最低可达0.9734,不仅具有较好的类内紧致性与类间可分性,还对近邻参数k具有低敏感性.
文摘函数型聚类分析在统计学领域被广泛关注,其分析过程通常在降维目标实现后进行。为了有效解决函数型主成分聚类问题,文章结合局部线性嵌入算法(Locally Linear Embedding,LLE)在非线性空间下的适用性,提出了一种局部线性下的函数型主成分分析模型(LLE Function Principle Component Analysis,LFPCA)。首先,采用函数型主成分分析法作为降维目标方法,改进了FPCA的算法模型,通过将LLE算法的权重系数矩阵与函数型主成分定义相结合,构建出一个适用于非线性空间下的聚类算法;其次,在求解算法的过程中定义了函数型主成分得分,并结合EM算法构建出GMM模型来近似函数型算法的概率密度函数,使模型更高效且适用性更强;最后,通过随机模拟实验及应用分析验证了LFPCA算法模型在真实数据集上具有良好的聚类效能。
文摘交互式图像分割是指在分割过程中引入少量的用户指引分割出目标对象,是图像处理最基本的任务之一。现有方法通常需要构建非二次能量函数,并且普遍存在缺乏唯一解、分割精度低等问题。为进一步提高分割质量,提出一种结合局部线性嵌入和种子信息的交互式图像分割算法(seed information combined with local linear embedding,SILLE)。该算法考虑像素点的局部信息以及先验信息,将标记种子点的信息融入到新构建的能量函数中,以一种有效且快速的最小化方案得到能量函数的唯一且最优解,从而获得更加准确的分割结果。最后在不同数据集上,与不同方法进行多种指标的对比,验证了算法的有效性和可行性。
文摘针对局部线性嵌入(Locally Linear Embedding,LLE)算法在挖掘数据结构时未考虑特征权重且仅局限于数据的线性拟合关系,导致特征提取效果不佳的问题,提出一种基于熵权距离的图正则局部线性嵌入(Graph Regular Local Linear Embedding Algorithm Based on Entropy Weight Distance,EWD-GLLE)算法。首先,采用信息熵加权的余弦距离划分样本邻域,减小不重要特征对邻域划分的影响,提高了邻域划分的准确性;然后,利用融合热核权重与余弦权重的拉普拉斯图约束低维嵌入,以保留更多的原始数据信息,进而提取到更显著的特征。在两种轴承数据集上的实验结果表明:EWD-GLLE算法的特征提取性能明显优于LLE、LTSA、LDA算法。
文摘由于实际采集数据的局部邻域并非位于线性子空间中,传统的局部线性嵌入算法无法出提取显著特征。针对该问题,提出了局部线性增强嵌入(local linear augmentation embedding,LLAE)算法。首先通过高维重构模型挖掘出流形的本质结构;然后将邻域线性增强策略引入到低维目标函数的构造中,通过构造均值和方差模型,获得样本的显著特征。在两个轴承数据集上进行了大量的实验,LLAE算法获得了良好的可视化和聚类效果,识别精度达到了97%以上。这表明LLAE算法能够提取出显著的特征,实现更有效的故障诊断。
文摘局部线性回归分类器(locality-regularized linear regression classification,LLRC)在人脸识别上表现出了高识别率以及高效性的特点,然而原始特征空间并不能保证LLRC的效率。为了提高LLRC的性能,提出了一种与LLRC相联系的新的降维方法,即面向局部线性回归分类器的判别分析方法(locality-regularized linear regressionclassification based discriminant analysis,LLRC-DA)。LLRC-DA根据LLRC的决策准则设计目标函数,通过最大化类间局部重构误差并最小化类内局部重构误差来寻找最优的特征子空间。此外,LLRC-DA通过对投影矩阵添加正交约束来消除冗余信息。为了有效地求解投影矩阵,利用优化变量之间的关系,提出了一种新的迹比优化算法。因此LLRC-DA非常适用于LLRC。在FERET和ORL人脸库上进行了实验,实验结果表明LLRCDA比现有方法更具有优越性。
文摘杂草精准识别是实现农药定向定量喷洒的基础,是精准农业重要的研究课题之一,对环境保护和生产成本控制都有着重要的现实意义。该文以玉米田间常见杂草为研究对象,首先通过超绿特征去除田间复杂背景的影响,然后采用形态学方法自动分割图像中绿色植物区域作为待判别为杂草或作物的识别对象,之后采用基于Fisher投影的监督LLE(locally linear embedding)方法对样本的高维灰度特征进行降维,在低维空间结合支持向量机实现了杂草的快速识别。试验结果表明,该识别方法能更好地发现杂草与玉米的低维特征,对杂草和玉米植株的平均识别率分别达到97.2%和77.8%。该研究结果可为精准喷洒除草剂的自动化实现提供参考。
