基于非参数贝叶斯模型的列车卫星定位方法

基于卫星导航的列车测速定位是当前新型列车控制技术领域的研究热点。针对现场运行环境中卫星定位观测特性的不确定性对动态定位解算性能的不利影响,在卫星定位估计解算过程中引入基于Dirichlet过程的非参数贝叶斯模型,在导航卫星观测特性不定且存在性能退化风险的条件下,提出了基于Dirichlet过程混合模型驱动的高斯分布混合更新策略,给出了多滤波器动态联合状态估计计算方案。分别采用仿真数据及现场实测数据进行计算的结果表明,在常规定位估计解算中引入Dirichlet过程混合模型,能够对未知不确定的导航卫星观测特性实现有效适应,提升定位性能对观测条件的容忍能力,降低单一观测分布假设的模型失配和性能劣化风险。

基于非参数贝叶斯模型和深度学习的古文分词研究

古汉语文本中,汉字通常连续书写,词与词之间没有明显的分割标记,为现代人理解古文乃至文化传承带来许多障碍。自动分词是自然语言处理技术的基础任务之一。主流的自动分词方法需要大量人工分词语料训练,费时费力,古文分词语料获取尤其困难,限制了主流自动分词方法的应用。该文将非参数贝叶斯模型与BERT(Bidirectional Encoder Representations from Transformers)深度学习语言建模方法相结合,进行古文分词研究。在《左传》数据集上,该文提出的无监督多阶段迭代训练分词方法获得的F1值为93.28%;仅使用500句分词语料进行弱监督训练时,F1值可达95.55%,高于前人使用6/7语料(约36 000句)进行有监督训练的结果;使用相同规模训练语料时,该文方法获得的F1值为97.40%,为当前最优结果。此外,该文方法还具有较好的泛化能力,模型代码已开源发布。

一种基于非参数贝叶斯模型的聚类算法

鉴于聚类分析是机器学习和数据挖掘领域的一项重要技术,并且与监督学习不同的是聚类分析中没有类别或标签的指导信息,所以如何选择合适的聚类个数(即模型选择)一直是聚类分析中的难点.由此提出了一种基于Dirichlet过程混合模型的聚类算法,并用collapsed Gibbs采样算法对混合模型的参数进行估计.新算法基于非参数贝叶斯模型的框架,能够在不断的采样过程中优化模型参数并形成合适的聚类个数.在人工合成数据集和真实数据集上的聚类实验结果表明:基于Dirichlet过程混合模型的聚类算法不但能够自动确定聚类个数,而且具有较强灵活性和鲁棒性.

对抗样本训练图分类器进行模型推理质量评估

重叠社区发现是社交网络分析与挖掘中的一个重要研究问题,现有的大部分方法都要求采用人工方法预先设定社区个数K,这样做存在很多问题。将无限潜特征模型推广应用到关系型数据,以非参数贝叶斯层次模型为框架建立带重叠社区结构的网络生成模型,就可以避免预先设定K的值。然而,关系型无限潜特征模型的后验参数推理结果是一个N×K列的0、1矩阵上的概率分布,如何对这种多变量结构参数进行后验推理结果总结和后验推理质量评估是一个挑战,因此提出了一种利用基于对抗样本训练图卷积神经网络的图分类器来帮助总结推理结果和估计推理质量的方法。

基于超像素及贝叶斯合并的图像分割算法

针对超像素分割算法中普遍存在的过分割问题,结合Mean Shift算法和非参数贝叶斯聚类模型,提出了一种新的图像分割算法MS-BRM(Mean Shift based Bayesian Region Merging)。首先,利用Mean Shift算法对图像进行超像素分割,然后根据非参数贝叶斯聚类模型,融合超像素的空间信息,提出一种区域合并策略对超像素进行合并,得到了最终的分割结果。实验结果表明,MS-BRM算法改善了超像素的过分割问题,对图像进行分割的结果保留了图像的边界信息,更加符合人类视觉的判断结果。

面向复杂主题建模的流式层次狄里克雷过程

互联网已经成为真实事件信息的主要来源.针对互联网海量新闻语料的主题挖掘是新闻事件的组织和追踪任务中关键的一环.主题模型已被广泛应用于挖掘和分析新闻等文本语料,LDA(Latent Dirichlet Allocation)是最常见的主题模型,然而现有基于LDA的方法没有考虑到主题之间的层次关系,且需要预先提供主题个数.作为LDA模型的扩展,层次狄里克雷过程(Hierarchical Dirichlet Process,HDP)是非参数贝叶斯主题模型,HDP能够自动确定主题个数.对于具有层次等特性的复杂主题,HDP难以挖掘出隐式层次结构,且容易产生噪音主题.为了解决这个问题,该文提出了基于HDP改进的非参数贝叶斯模型:流式层次狄里利克雷过程(Flow Hierarchical Dirichlet Process,FHDP),FHDP通过在HDP模型中加入流动操作,加强了对主题之间的同属领域信息的利用,以便于更好的对主题进行层次分析.利用加入了流动操作的中国连锁餐馆模型(Chinese Restaurant Franchise,CRF)对数据进行建模,设计相应的马尔可夫链蒙特卡罗(Markov Chain Monte Carlo,MCMC)采样方法,以推导FHDP模型的分布参数分布.FHDP的主要贡献在于:(1)对含有层次关系的主题建模时,减少了无意义信息.解决了HDP得到主题不明确的问题,扩大了HDP的应用领域;(2)由于在FHDP中加强了对主题隐含领域信息的利用,主题的层次关系变得更加明确.为了客观衡量FHDP和HDP的性能差异,利用模拟和真实数据进行了大量实验.实验表明,在轮廓系数、主题覆盖度、单字对数似然等指标上,FHDP模型明显优于HDP模型。

基于统计聚类方法的儿童下肢肌电信号周期识别

为运用肌电信号分析髋脱位儿童和正常儿童的差异,提出一种基于统计的聚类方法,识别步态中下肢肌电信号的周期起始时刻。使用非参数贝叶斯模型将肌电信号序列聚类为状态序列,并通过k均值聚类算法将该状态序列标记为肌肉活跃和不活跃两种状态,将肌肉活跃状态的起始时刻作为肌电信号周期的起始位置,并且利用窗函数方法提高预测准确性。实验结果表明,该方法对于预测正常儿童周期起始位置的识别误差较小,平均值为2.15%,并且在5%的置信度水平下与SampEN、SNEO和IP等检测算法相比具有较高的预测准确率。