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Nonnegative matrix factorization with Log Gabor wavelets for image representation and classification
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作者 Zheng Zhonglong Yang Jie 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2005年第4期738-745,共8页
Many problems in image representation and classification involve some form of dimensionality reduction. Nonnegative matrix factorization (NMF) is a recently proposed unsupervised procedure for learning spatially loc... Many problems in image representation and classification involve some form of dimensionality reduction. Nonnegative matrix factorization (NMF) is a recently proposed unsupervised procedure for learning spatially localized, partsbased subspace representation of objects. An improvement of the classical NMF by combining with Log-Gabor wavelets to enhance its part-based learning ability is presented. The new method with principal component analysis (PCA) and locally linear embedding (LIE) proposed recently in Science are compared. Finally, the new method to several real world datasets and achieve good performance in representation and classification is applied. 展开更多
关键词 non-negative matrix factorization (nmf Log Gabor wavelets principal component analysis locally linearembedding (LLE)
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基于小波变换和NMF的人脸识别方法的研究 被引量:8
2
作者 张志伟 杨帆 +1 位作者 夏克文 杨瑞霞 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期176-178,共3页
为了克服PCA、ICA等传统方法在人脸图像特征抽取时存在速度慢、识别率低的缺点,该文提出了一种将非负矩分解思想应用于人脸特征提取的算法。利用小波变换对人脸图像进行分解,对其中包含主要信息的低频子带运用NMF构造特征子空间,在子空... 为了克服PCA、ICA等传统方法在人脸图像特征抽取时存在速度慢、识别率低的缺点,该文提出了一种将非负矩分解思想应用于人脸特征提取的算法。利用小波变换对人脸图像进行分解,对其中包含主要信息的低频子带运用NMF构造特征子空间,在子空间内实现识别。实验结果表明,该方法实用、有效,减少了计算量,提高了系统的识别率,使识别率达到90%以上,有着广泛的研究价值和应用前景。 展开更多
关键词 非负矩阵分解 小波变换 人脸识别 子空间
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基于NMF图像重构的人脸识别 被引量:5
3
作者 周昌军 张强 魏小鹏 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期217-219,共3页
由传统的人脸识别方法产生的人脸特征子空间通常是由人脸库中所有训练样本产生的一个通用子空间,该空间更多地包含了所有人脸样本的共性特征,而忽略了个性特征。该文提出一种基于NMF图像重构的方法,以单个人的训练样本集获取其人脸特征... 由传统的人脸识别方法产生的人脸特征子空间通常是由人脸库中所有训练样本产生的一个通用子空间,该空间更多地包含了所有人脸样本的共性特征,而忽略了个性特征。该文提出一种基于NMF图像重构的方法,以单个人的训练样本集获取其人脸特征子空间,将识别图像向每一个特征子空间中进行映射及重构,并以重构图像的误差作为判据实现人脸识别。在ORL标准人脸库进行的计算机仿真证实了该方法的有效性。 展开更多
关键词 非负矩阵分解 人脸识别 重构 特征
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基于约束NMF的欠定盲信号分离算法 被引量:12
4
作者 赵知劲 卢宏 尚俊娜 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2011年第5期1843-1845,共3页
提出一种约束非负矩阵分解方法用于解决欠定盲信号分离问题。非负矩阵分解直接用于求解欠定盲信号分离时,分解结果不唯一,无法正确分离源信号。在基本非负矩阵分解算法基础上,对分解得到的混合矩阵施加行列式约束,保证分解结果的唯一性... 提出一种约束非负矩阵分解方法用于解决欠定盲信号分离问题。非负矩阵分解直接用于求解欠定盲信号分离时,分解结果不唯一,无法正确分离源信号。在基本非负矩阵分解算法基础上,对分解得到的混合矩阵施加行列式约束,保证分解结果的唯一性;对分解得到的源信号同时施加稀疏性约束和最小相关约束,实现混合信号的唯一分解,提高源信号分离性能。仿真实验证明了算法的有效性。 展开更多
关键词 欠定盲分离 非负矩阵分解 行列式准则 稀疏性 最小相关约束
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基于行列式和稀疏性约束的NMF的欠定盲分离方法 被引量:10
5
作者 卢宏 赵知劲 杨小牛 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2011年第2期553-555,558,共4页
非负矩阵分解(NMF)要求分解得到的左矩阵为列满秩,这限制了它在欠定盲分离(UBSS)中的应用。针对此问题,提出基于带行列式和稀疏性约束的NMF的欠定盲分离算法———DSNMF。该算法在基本NMF的基础上,对NMF得到的左矩阵进行行列式准则约束... 非负矩阵分解(NMF)要求分解得到的左矩阵为列满秩,这限制了它在欠定盲分离(UBSS)中的应用。针对此问题,提出基于带行列式和稀疏性约束的NMF的欠定盲分离算法———DSNMF。该算法在基本NMF的基础上,对NMF得到的左矩阵进行行列式准则约束,对右矩阵进行稀疏性约束,平衡了重构误差、混合矩阵的唯一性以及分离信号的稀疏特性,实现了对混合矩阵和源信号的欠定盲分离。仿真结果表明,在源信号稀疏性较好和较差两种情况下,DSNMF都能取得良好的分离效果。 展开更多
关键词 欠定盲分离 非负矩阵分解 稀疏性 行列式准则
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基于显著性检测与HOG-NMF特征的快速行人检测方法 被引量:40
6
作者 孙锐 陈军 高隽 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期1921-1926,共6页
行人检测在机器人、驾驶辅助系统和视频监控等领域有广泛的应用,该文提出一种基于显著性检测与方向梯度直方图-非负矩阵分解(Histogram of Oriented Gradient-Non-negative Matrix Factorization,HOG-NMF)特征的快速行人检测方法。采用... 行人检测在机器人、驾驶辅助系统和视频监控等领域有广泛的应用,该文提出一种基于显著性检测与方向梯度直方图-非负矩阵分解(Histogram of Oriented Gradient-Non-negative Matrix Factorization,HOG-NMF)特征的快速行人检测方法。采用频谱调谐显著性检测提取显著图,并基于熵值门限进行感兴趣区域的提取;组合非负矩阵分解和方向梯度直方图生成HOG-NMF特征;采用加性交叉核支持向量机方法(Intersection Kernel Support Vector Machine,IKSVM)。该算法显著降低了特征维数,在相同的计算复杂度下明显改善了线性支持向量机的检测率。在INRIA数据库的实验结果表明,该方法对比HOG/线性SVM和HOG/RBF-SVM显著减少了检测时间,并达到了满意的检测率。 展开更多
关键词 行人检测 显著性检测(SD) 方向梯度直方图(HOG) 非负矩阵分解(nmf 交叉核支持向量机(IKSVM)
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基于(2D)^2NMF及其改进算法的人脸识别 被引量:7
7
作者 高宏娟 潘晨 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2007年第7期1660-1662,1666,共4页
非负矩阵分解(NMF)是基于部分的特征提取方法,能够克服局部遮挡和光照问题,在图像识别任务中效果较好。然而传统算法中,NMF提取的特征是非正交的,且二维图像常被向量化处理,不仅丢失一些结构信息,还导致了数据的高维,不利于提高识别精... 非负矩阵分解(NMF)是基于部分的特征提取方法,能够克服局部遮挡和光照问题,在图像识别任务中效果较好。然而传统算法中,NMF提取的特征是非正交的,且二维图像常被向量化处理,不仅丢失一些结构信息,还导致了数据的高维,不利于提高识别精度和速度。利用图像矩阵取代传统的图像向量表示,提出新的(2D)2NMF方法提取二维图像特征,并通过特征正交化和图像变形等措施,改善了算法性能。人脸识别实验表明,上述措施能够有效提高识别的精度和速度。 展开更多
关键词 人脸识别 非负矩阵分解 二维非负矩阵分解 对角化
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基于Haar-NMF特征和改进SOMPNN的车辆检测算法 被引量:6
8
作者 王海 蔡英凤 +1 位作者 陈龙 江浩斌 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期499-504,共6页
为解决传统基于Haar特征和自组织映射概率神经网络(SOMPNN)的车辆检测算法中存在当Haar特征向量维数过大时决策时间缓慢和因平滑因子σ单一易导致分类错误的2个不足,提出了一种用低维的Haar-NMF特征代替Haar特征和平滑因子自适应修正的... 为解决传统基于Haar特征和自组织映射概率神经网络(SOMPNN)的车辆检测算法中存在当Haar特征向量维数过大时决策时间缓慢和因平滑因子σ单一易导致分类错误的2个不足,提出了一种用低维的Haar-NMF特征代替Haar特征和平滑因子自适应修正的改进SOMPNN(ISOMPNN)车辆检测算法.首先用非负矩阵分解对Haar特征进行降维,生成低维Haar-NMF特征;其次,以SOM输出层神经元的原型向量数作为修正因子,构建了指数函数形式的平滑因子修正函数,并以修正后的平滑因子训练SOMPNN分类器.实验结果表明,与传统的Haar+SOM PNN算法相比,采用Haar-NM F和ISOM PNN构建的车辆检测分类器在检测率、误检率和检测时间等性能指标上都获得明显提升. 展开更多
关键词 车辆工程 车辆检测 HAAR特征 非负矩阵分解 改进SOMPNN 高级驾驶辅助系统
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基于小波域NMF特征提取的SAR图像目标识别方法 被引量:9
9
作者 宦若虹 杨汝良 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期588-591,共4页
该文提出了一种基于小波域非负矩阵分解特征提取的合成孔径雷达图像目标识别方法。该方法对图像二维离散小波分解后提取低频子带图像,用非负矩阵分解对低频子带图像提取特征向量作为目标的特征,利用支持向量机进行分类完成目标识别。将... 该文提出了一种基于小波域非负矩阵分解特征提取的合成孔径雷达图像目标识别方法。该方法对图像二维离散小波分解后提取低频子带图像,用非负矩阵分解对低频子带图像提取特征向量作为目标的特征,利用支持向量机进行分类完成目标识别。将该方法用于对MSTAR数据中三类目标识别,识别率最高可达97.51%,明显提高了目标的正确识别率。实验结果表明,该方法是一种有效的合成孔径雷达图像特征提取与目标识别方法。 展开更多
关键词 合成孔径雷达 特征提取 识别 非负矩阵分解 小波
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基于约束随机分块的NMF图像哈希算法 被引量:6
10
作者 项世军 杨建权 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期337-341,共5页
基于非负矩阵分解(Non-negative Matrix Factorization,NMF)的图像哈希(image hashing)算法对图像有损压缩,低通滤波、尺度拉伸等处理具有很好的稳健性,但对图像旋转比较敏感。为此,该文在对NMF哈希算法的分块模式进行深入研究的基础上... 基于非负矩阵分解(Non-negative Matrix Factorization,NMF)的图像哈希(image hashing)算法对图像有损压缩,低通滤波、尺度拉伸等处理具有很好的稳健性,但对图像旋转比较敏感。为此,该文在对NMF哈希算法的分块模式进行深入研究的基础上,提出一种可抗旋转攻击的NMF图像哈希算法。该方法通过对随机分块的区域进行限制,并选择合适的分块尺寸来减轻旋转攻击对图像造成的不良影响,从而提高了特征的旋转稳健性。实验表明,所提出的图像哈希算法在保持原NMF哈希算法对其它攻击稳健性的同时,能有效地抵抗旋转攻击。 展开更多
关键词 图像处理 图像哈希 非负矩阵分解 稳健性 旋转
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基于Fisher块对角LNMF的彩色人脸识别 被引量:5
11
作者 王成章 白晓明 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第16期24-26,共3页
为提高对彩色人脸的识别率,提出一种基于Fisher块对角局部非负矩阵分解(LNMF)的识别算法。采用块对角矩阵编码彩色图像不同通道的颜色信息,在LNMF算法中增加块对角约束和Fisher判别约束,对不同通道的颜色信息同时进行计算并融入人脸的... 为提高对彩色人脸的识别率,提出一种基于Fisher块对角局部非负矩阵分解(LNMF)的识别算法。采用块对角矩阵编码彩色图像不同通道的颜色信息,在LNMF算法中增加块对角约束和Fisher判别约束,对不同通道的颜色信息同时进行计算并融入人脸的类别信息,用于提取人脸特征。在CVL和PIE彩色人脸数据库上的实验结果验证了该识别算法的有效性。 展开更多
关键词 人脸识别 非负矩阵分解 FISHER判别
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基于RST-NMF模型的微震信号时频分析和识别 被引量:5
12
作者 张法全 王海飞 +1 位作者 王国富 叶金才 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第17期1-7,共7页
针对微震信号难以精确识别的问题,提出一种基于RST-NMF微震信号时频分析和分类方法。首先对微震信号进行S变换得到时频矩阵,然后在频率方向上进行重排,再借助非负矩阵分解技术得到时、频域的分解向量,从中提取宏观、微观统计量构造信号... 针对微震信号难以精确识别的问题,提出一种基于RST-NMF微震信号时频分析和分类方法。首先对微震信号进行S变换得到时频矩阵,然后在频率方向上进行重排,再借助非负矩阵分解技术得到时、频域的分解向量,从中提取宏观、微观统计量构造信号的特征空间,最后采用SVM进行分类。在三道沟井田的试验结果表明,RST时频分析方法对频域分散的能量团有很好的聚集性,时频矩阵经NMF分解最大程度上获取微震信号的局部特征和内在联系,提取分解向量的宏观和微观统计量保证了信号特征空间的完备性,有效地避免了分类时过拟合的发生,分类准确率达到了94%。 展开更多
关键词 微震信号 RST nmf SVM
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基于约束NMF的盲源分离算法 被引量:4
13
作者 赵知劲 卢宏 徐春云 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2010年第6期1049-1052,共4页
非负矩阵分解(NMF)是解决非独立源信号混合的盲分离的另一条新途径。该文提出一种基于约束NMF的盲源分离算法,在对NMF估计得到的源信号施加最小相关约束的基础上,对混合矩阵估计施加行列式约束,实现NMF的唯一分解。与已有算法相比,本算... 非负矩阵分解(NMF)是解决非独立源信号混合的盲分离的另一条新途径。该文提出一种基于约束NMF的盲源分离算法,在对NMF估计得到的源信号施加最小相关约束的基础上,对混合矩阵估计施加行列式约束,实现NMF的唯一分解。与已有算法相比,本算法放宽了对混合矩阵的稀疏性要求,大幅提高了信号分离质量。该算法仍适用于独立源信号分离问题。 展开更多
关键词 盲源分离(BSS) 非负矩阵分解(nmf) 行列式准则 最小相关约束
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基于Contourlet变换和NMF的掌纹识别算法 被引量:2
14
作者 刘洋 李燕华 +2 位作者 潘新 多化琼 苏静 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第13期175-177,共3页
提出一种基于Contourlet变换和非负矩阵分解(NMF)的掌纹识别算法。通过对源图像Contourlet进行小波变换,将提取出的低频分量用NMF法提取特征值,用最近邻方法进行分类。实验结果表明,该算法较单纯的NMF和2DPCA等算法识别性能有较大提高,... 提出一种基于Contourlet变换和非负矩阵分解(NMF)的掌纹识别算法。通过对源图像Contourlet进行小波变换,将提取出的低频分量用NMF法提取特征值,用最近邻方法进行分类。实验结果表明,该算法较单纯的NMF和2DPCA等算法识别性能有较大提高,能较好地捕捉图像的边缘信息。 展开更多
关键词 CONTOURLET变换 非负矩阵分解 掌纹识别 融合 特征提取 2DPCA算法
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NMF和增强奇异值分解的自适应零水印算法 被引量:4
15
作者 肖振久 宁秋莹 +2 位作者 张晗 唐晓亮 陈虹 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2020年第4期1144-1148,1153,共6页
针对奇异值分解水印算法导致虚警率高、稳健性不强的问题,提出一种基于分块非负矩阵分解(NMF)和增强奇异值分解(BN-SVD)相结合的自适应零水印算法。首先将原始灰度图像进行二级离散小波变换(DWT),对变换后的二级低频子带(LL2)进行不重... 针对奇异值分解水印算法导致虚警率高、稳健性不强的问题,提出一种基于分块非负矩阵分解(NMF)和增强奇异值分解(BN-SVD)相结合的自适应零水印算法。首先将原始灰度图像进行二级离散小波变换(DWT),对变换后的二级低频子带(LL2)进行不重叠分块,并对每一个子块进行秩为r的NMF分解;然后对NMF分解得到的特征矩阵采用增强奇异值分解,依据每一个块矩阵的最大奇异值与整体最大奇异值均值的大小关系构成特征向量;利用生成的特征向量与经过Arnold变换与混沌映射双重置乱加密水印图像作异或运算生成零水印,并利用天牛须优化算法(BAS)自适应确定增强奇异值分解中最抗攻击缩放比例的参数β。实验结果表明,在虚警问题上NC值达到0.4以下,JPEG压缩、噪声、滤波、旋转、剪切以及混合攻击下,提取水印图像与原水印图像的归一化系数NC值均可达到99%以上,该方案高效地解决了虚警问题,具有较强的稳健性,能够有效地抵抗各种攻击。 展开更多
关键词 非负矩阵分解 增强奇异值分解 ARNOLD变换 LOGISTIC映射 天牛须优化算法
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鲁棒物联网多维时序数据预测方法
16
作者 沈忱 何勇 彭安浪 《计算机工程》 北大核心 2025年第4期107-118,共12页
在物联网(IoT)场景中,数据在采集和传输过程中易受噪声的干扰,导致数据中存在一定的离群值与缺失值。现有的时间正则化矩阵分解模型通常考虑平方损失来衡量重构误差,忽略了处理存在异常数据的多维时间序列时,矩阵分解的质量同样是影响... 在物联网(IoT)场景中,数据在采集和传输过程中易受噪声的干扰,导致数据中存在一定的离群值与缺失值。现有的时间正则化矩阵分解模型通常考虑平方损失来衡量重构误差,忽略了处理存在异常数据的多维时间序列时,矩阵分解的质量同样是影响模型预测性能的关键因素。提出一种基于L_(2,log)范数的时间感知鲁棒非负矩阵分解多维时序预测框架(TARNMF)。TARNMF通过非负矩阵分解(NMF)和参数可学习的自回归(AR)时间正则项建立多维时序数据的时空相关性,基于存在离群值的数据服从拉普拉斯分布的假设,使用L_(2,log)范数来估计非负鲁棒矩阵分解中原始数据和重建矩阵的误差,以减小异常数据对预测模型的干扰。L_(2,log)范数具备现有鲁棒度量函数的性质,解决了L_(1)损失的近似问题,并通过压缩异常值的残差来减少其对目标函数的影响。此外,提出一种基于投影梯度下降的优化方法对模型进行优化。实验结果表明,TARNMF具有良好的可扩展性和鲁棒性,尤其在高维Solar数据集上,较次优结果的相对平均绝对误差降低了8.64%。同时,在噪声数据上的实验结果验证了TARNMF能高效地处理和预测存在异常数据的IoT时序数据。 展开更多
关键词 L_(2 log)范数 非负矩阵分解 时间正则化矩阵分解 多维时序数据预测 鲁棒性
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NMF初始化研究及其在文本分类中的应用 被引量:2
17
作者 翟亚利 吴翊 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第16期191-193,197,共4页
对非负矩阵分解的初始化进行研究,提出针对文本分类的主成分分析(PCA)、有监督PCA(SPCA)和模糊C平均3种初始化方法并进行了实验。多类文本分类的实验结果表明,这些方法有效地解决了初值对结果的影响问题,不同程度地提高了文本分类结果,... 对非负矩阵分解的初始化进行研究,提出针对文本分类的主成分分析(PCA)、有监督PCA(SPCA)和模糊C平均3种初始化方法并进行了实验。多类文本分类的实验结果表明,这些方法有效地解决了初值对结果的影响问题,不同程度地提高了文本分类结果,其中SPCA优于其他2种方法。 展开更多
关键词 非负矩阵分解 模糊C平均 文本分类
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体积约束的稀疏NMF高光谱解混 被引量:5
18
作者 王伞 韩月 王立国 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2077-2082,共6页
为了解决单纯非负矩阵分解计算繁复,收敛速度慢的问题,本文提出了一种基于自然梯度下降的体积最小及丰度稀疏约束的非负矩阵分解方法。该方法在目标函数中加入体积最小和丰度稀疏约束,可以对混合图像进行较好地分解;采用自然梯度下降的... 为了解决单纯非负矩阵分解计算繁复,收敛速度慢的问题,本文提出了一种基于自然梯度下降的体积最小及丰度稀疏约束的非负矩阵分解方法。该方法在目标函数中加入体积最小和丰度稀疏约束,可以对混合图像进行较好地分解;采用自然梯度下降的方法进行迭代,加快了算法收敛速度。实验结果表明:该方法能有效克服最小体积约束非负矩阵分解法速度慢且不稀疏的缺陷,相对于解混效果(SAD)相近的方法提速100倍,相对于解混时间相近的算法,此方法的解混精度提高0.02°;此方法尤其适用于像元较多的高光谱图像。 展开更多
关键词 高光谱图像 线性光谱混合模型 非负矩阵分解 体积最小 丰度稀疏 自然梯度 端元提取 光谱解混
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基于NMF及其正交投影变换的数字水印算法 被引量:1
19
作者 牛万红 潘晨 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期727-731,744,共6页
提出一种基于非负矩阵分解(non-negative matrix factorization,NMF)及其正交投影变换的数字水印算法.利用NMF构造图像基于部分表示的基矩阵,将其正交并作为水印检测的密钥;将水印信息嵌入图像在正交基矩阵上投影的系数矩阵;再通过反变... 提出一种基于非负矩阵分解(non-negative matrix factorization,NMF)及其正交投影变换的数字水印算法.利用NMF构造图像基于部分表示的基矩阵,将其正交并作为水印检测的密钥;将水印信息嵌入图像在正交基矩阵上投影的系数矩阵;再通过反变换重构图像.由于上述措施保持了NMF部分表示整体的能力,且改迭代运算为矩阵投影运算,因而算法在重构精度方面表现出明显的优势.将其应用到数字水印系统,并与文献[4]中实现的水印算法进行对比.实验结果表明,改进算法的鲁棒性更好,实用性更强. 展开更多
关键词 非负矩阵分解 正交投影 数字水印
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基于NMF-SVM模型的上肢sEMG手势识别方法 被引量:11
20
作者 隋修武 牛佳宝 +1 位作者 李昊天 乔明敏 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2020年第17期161-166,共6页
针对基于表面肌电信号进行动作识别的问题,按照不同的运动形态对应的各肌肉激活程度不同的思路,建立基于非负矩阵分解(NMF)与支持向量机(SVM)的联合模型,对从肌电信号中提取的特征值按照行表示肌肉类型,列表示特征值类型的规则组成规律... 针对基于表面肌电信号进行动作识别的问题,按照不同的运动形态对应的各肌肉激活程度不同的思路,建立基于非负矩阵分解(NMF)与支持向量机(SVM)的联合模型,对从肌电信号中提取的特征值按照行表示肌肉类型,列表示特征值类型的规则组成规律性的特征矩阵,并对特征矩阵进行非负矩阵分解降维,降维得到的表征各肌肉激活程度的系数矩阵送入到支持向量机中训练并分类。基于非负矩阵分解与支持向量机联合模型与传统SVM模型相比,计算效率提高了一半,识别率提高了5.2%;通过样本分离实验表明,该算法依然有91.7%以上的识别率,验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 表面肌电信号(sEMG) 非负矩阵分解(nmf) 支持向量机(SVM) 特征矩阵 模式识别
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