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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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基于三维荧光与绝对主成分算法的河滨带土壤腐殖酸组分及来源特性分析
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作者 唐辰睿 后钧文 +2 位作者 李杰 于会彬 聂磊 《环境工程技术学报》 北大核心 2025年第4期1189-1200,共12页
分别采集蒲河生态区、城市区、城镇区和农村区河滨带不同深度土壤样品,基于三维荧光光谱结合绝对主成分分析和平行因子分析识别河滨带土壤腐殖酸的光谱特征,利用二维相关光谱分析其组分空间变化,并通过偏最小二乘法结构方程揭示土壤腐... 分别采集蒲河生态区、城市区、城镇区和农村区河滨带不同深度土壤样品,基于三维荧光光谱结合绝对主成分分析和平行因子分析识别河滨带土壤腐殖酸的光谱特征,利用二维相关光谱分析其组分空间变化,并通过偏最小二乘法结构方程揭示土壤腐殖酸来源、组成与理化性质的响应关系。结果表明:1)生态区、城镇区和农村区河滨带土壤中,腐殖酸荧光强度随土壤深度的增加而增加,而城市区腐殖酸荧光强度的垂向变化无明显规律。2)土壤腐殖酸光谱中包含5个荧光组分(C1~C5),其中C1和C2分别为紫外光区和可见光区的类富里酸,C3为微生物代谢产物,C4和C5分别为紫外光区和可见光区的类胡敏酸。生态区以C3和C4(54.71%±4.74%)为主,城市区和城镇区以C3和C2(51.57%±3.09%)为主,农村区以C3和C5(52.96%±12.69%)为主。3)城市区紫外光区的类富里酸和类胡敏酸含量随土层深度优先发生变化,这主要归因于工业源、生活源等面源污染的影响;其他3个区域的荧光组分变动趋势与城市区的相反,均受到植物代谢、陆源土壤和农田退水等多因素作用。4)生态区和城镇区河滨带土壤新鲜有机质较多,腐殖化程度相对较高〔腐殖化指数(HIX)为21.25±1.92〕;城市区和农村区土壤腐殖酸自生源相对较弱,腐殖化程度较低(HIX为19.55±3.24)。5)腐殖酸来源、组成与土壤理化性质显著相关,腐殖酸组成对土壤理化性质的影响高于其来源。研究揭示了不同土地利用类型下河滨带土壤腐殖酸的空间分布规律及其与土壤环境的响应机制,可为河滨带生态修复与建设提供科学依据。 展开更多
关键词 土壤腐殖酸 三维荧光光谱(EEMs) 绝对主成分(APCA) 平行因子分析(PARAFAC) 二维相关 偏最小二乘法结构方程
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基于伽玛-泊松分布和图正则化的单细胞非负矩阵分解算法
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作者 龙法宁 潘伟权 苏秀秀 《广西科学》 北大核心 2024年第5期925-938,共14页
单细胞RNA测序(Single-cell RNA sequencing, scRNA-seq)可以获取单细胞水平的基因表达谱。然而,目前许多基于非负矩阵分解(Non-negative Matrix Factorization, NMF)的降维算法在细胞类型识别中往往忽视了数据概率分布和细胞之间的拓... 单细胞RNA测序(Single-cell RNA sequencing, scRNA-seq)可以获取单细胞水平的基因表达谱。然而,目前许多基于非负矩阵分解(Non-negative Matrix Factorization, NMF)的降维算法在细胞类型识别中往往忽视了数据概率分布和细胞之间的拓扑关系,无法较好地兼顾数据的全局结构和局部结构。为了克服传统NMF降维算法在处理高维含噪稀疏数据时的不足,本文提出一种改进的单细胞非负矩阵分解算法GPNMF。GPNMF结合了伽玛-泊松(Gamma-Poisson)分布假设和图正则化技术,通过迭代更新因子分解矩阵以最小化重构误差,从而有效地保留数据的局部结构与全局结构。通过引入约束优化并稳定化模型,GPNMF在分解单细胞表达数据时能够提供更为稳健和可靠的结果。最后,利用真实scRNA-seq数据进行实验,验证了GPNMF的有效性,并展示了其在单细胞基因表达数据轨迹推断分析中的潜在应用。 展开更多
关键词 单细胞RNA测序 降维 图正则化 伽玛-泊松分布 非负矩阵分解(NMF)
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蘑菇渣和稻秸堆肥中DOM与Cu^(2+)的络合机制 被引量:6
4
作者 范行程 葛俊杰 +4 位作者 谢越 任兰天 纪文超 范行军 王翔 《生态与农村环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期285-292,共8页
堆肥中溶解性有机质(DOM)对重金属具有显著的络合作用,影响其在环境中的迁移和转化。研究采用三维荧光-平行因子(EEM-PARAFAC)结合二维相关光谱(2DCOS)分析方法,系统解析蘑菇渣堆肥(MRC)及水稻秸秆堆肥(RSC)中DOM与Cu^(2+)的络合机制。E... 堆肥中溶解性有机质(DOM)对重金属具有显著的络合作用,影响其在环境中的迁移和转化。研究采用三维荧光-平行因子(EEM-PARAFAC)结合二维相关光谱(2DCOS)分析方法,系统解析蘑菇渣堆肥(MRC)及水稻秸秆堆肥(RSC)中DOM与Cu^(2+)的络合机制。EEM-PARAFAC结果表明,MRC-DOM和RSC-DOM主要由类腐殖酸(C1)、类富里酸(C2)和类蛋白质(C3)组成,各组分分别占MRC-DOM总荧光强度的43%、32%和25%,占RSC-DOM的39%、29%和32%。2种堆肥DOM与Cu^(2+)作用过程中,3类组分荧光强度均呈不断降低趋势,表明它们均与Cu^(2+)发生了显著的络合作用。2种堆肥中不同荧光组分(C1~C3)与Cu^(2+)的有效猝灭常数(lg K)在4.54~4.76之间,均表现为C3>C1>C2,表明类蛋白组分(C3)与Cu^(2+)结合能力最强,其次为类腐殖酸(C1),类富里酸(C2)最低。2DCOS结果显示,堆肥DOM中类蛋白荧光组分与Cu^(2+)结合能力最强,而类富里酸优先与Cu^(2+)发生反应。总体而言,MRC-DOM和RSC-DOM中类蛋白和类腐殖质组分是与Cu^(2+)发生络合作用的关键物质,且2类堆肥DOM具有类似的Cu^(2+)络合机制(包括活性位点、络合能力和反应顺序)。研究结果为进一步了解堆肥对土壤Cu^(2+)迁移和转化行为的影响提供了重要的理论基础。 展开更多
关键词 堆肥 溶解性有机质 Cu 2+ 三维荧光-平行因子分析 二维相关光谱
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基于三维荧光光谱耦合平行因子法的菊花特征组分快速无损鉴别 被引量:1
5
作者 陈思雨 裴颍 顾海洋 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第20期256-262,共7页
为提高菊花特征组分的检测效率,提出一种基于三维荧光光谱(three-dimensional excitation emission matrix spectroscopy,3DEEM)耦合平行因子分析(parallel factor analysis,PARAFAC)的快速鉴别方法。以4种菊花为研究对象,在分别获取样... 为提高菊花特征组分的检测效率,提出一种基于三维荧光光谱(three-dimensional excitation emission matrix spectroscopy,3DEEM)耦合平行因子分析(parallel factor analysis,PARAFAC)的快速鉴别方法。以4种菊花为研究对象,在分别获取样品3DEEM矩阵(EEMs)后,首先通过数据预处理去除如拉曼散射和瑞利散射等干扰数据,并剔除异常值,分析光谱特征。然后,采用PARAFAC进行特征提取,通过方差解释率和残差分析法,确定菊花两种特征荧光组分为氨基酸和黄酮类化合物。最后利用支持向量机(support vector machines,SVM)和BP神经网络(back propagation neural network,BPNN)对特征变量进行分析,建立菊花快速无损鉴别模型。SVM和BPNN训练集结果分别为100%、95.93%,测试集结果分别为94.50%、89.61%。结果表明,3DEEM-PARAFAC结合SVM可以实现对菊花特征组分的定性定量分析,能够对菊花进行快速鉴别。 展开更多
关键词 菊花 三维荧光光谱 特征组分鉴别 平行因子分析 支持向量机 BP神经网络
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鄱阳湖CDOM三维荧光光谱的平行因子分析 被引量:31
6
作者 刘丽贞 黄琪 +2 位作者 吴永明 吴代赦 游海林 《中国环境科学》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2018年第1期293-302,共10页
利用三维荧光光谱(3DEEM)结合平行因子分析法(PARAFAC),对鄱阳湖水样的荧光光谱进行研究,探讨了有色溶解有机物(CDOM)荧光组分与氮磷营养盐之间的关系.结果表明,鄱阳湖水体CDOM由2类3个荧光组分组成,即类腐殖荧光组分C1(245/391nm)和C2(... 利用三维荧光光谱(3DEEM)结合平行因子分析法(PARAFAC),对鄱阳湖水样的荧光光谱进行研究,探讨了有色溶解有机物(CDOM)荧光组分与氮磷营养盐之间的关系.结果表明,鄱阳湖水体CDOM由2类3个荧光组分组成,即类腐殖荧光组分C1(245/391nm)和C2(255,340/453nm),及类酪氨酸组分C3(275/304nm).在CDOM组成中,微生物作用类腐殖质C1占40.8%,陆源类腐殖质C2占30.8%,类酪氨酸物质占28.4%.类腐殖质和类酪氨酸在两个极端水文条件下表现出截然不同规律,即类腐殖质在枯水期荧光强度和贡献都为最低,在丰水期贡献率最大,而类酪氨酸在丰水期,荧光强度和贡献为最低,在枯水期贡献率最大.CDOM各荧光组分强度分布因水文条件不同具有差异性.各荧光组分在同一水文条件下,荧光强度变化趋势相似.荧光光谱参数结果表明,鄱阳湖水中CDOM呈现外源和内源的特征,其中枯水期以外源输入为主.各荧光组分都与水体中总氮(TN)和溶解性总氮(DTN)呈现显著正相关,类酪氨酸组分与总磷(TP)呈现显著正相关. 展开更多
关键词 鄱阳湖 CDOM 三维荧光光谱 平行因子分析
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二维投影非负矩阵分解算法及其在人脸识别中的应用 被引量:32
7
作者 方蔚涛 马鹏 +2 位作者 成正斌 杨丹 张小洪 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期1503-1512,共10页
建立在最小化非负矩阵分解损失函数上的人脸识别算法需同时计算基矩阵和系数矩阵,导致求解这类问题十分耗时.本文把非负属性引入二维主成分分析(2-dimensional principal component analysis,2DPCA)中,提出了一种新的二维投影非负矩阵分... 建立在最小化非负矩阵分解损失函数上的人脸识别算法需同时计算基矩阵和系数矩阵,导致求解这类问题十分耗时.本文把非负属性引入二维主成分分析(2-dimensional principal component analysis,2DPCA)中,提出了一种新的二维投影非负矩阵分解(2-dimensional projective non-negative matrix factorization,2DPNMF)人脸识别算法.该算法在保持人脸图像的局部结构情况下,突破了最小化非负矩阵分解损失函数的约束,仅需计算投影矩阵(基矩阵),从而降低了计算复杂度.本文从理论上证明了所提出算法的收敛性,同时,使用了YALE、FERET和AR三个人脸库进行实验,结果表明2DPNMF不仅识别率高,而且速度优于非负矩阵分解和二维主成分分析. 展开更多
关键词 二维主成分分析 非负矩阵分解 人脸识别 特征提取
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结合L1和L2正则化约束的隐语义预测模型研究 被引量:7
8
作者 王德贤 何先波 +2 位作者 贺春林 周坤 陈敏治 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2019年第19期121-127,共7页
在大数据领域中预测高维稀疏矩阵中的缺失数据,通常采用随机梯度下降算法构造隐语义模型来对缺失数据进行预测。在随机梯度下降算法来求解模型的过程中经常加入正则化项来提高模型的性能,由于L1正则化项不可导,目前在隐语义模型中主要... 在大数据领域中预测高维稀疏矩阵中的缺失数据,通常采用随机梯度下降算法构造隐语义模型来对缺失数据进行预测。在随机梯度下降算法来求解模型的过程中经常加入正则化项来提高模型的性能,由于L1正则化项不可导,目前在隐语义模型中主要通过加入L2正则化项来构建隐语义模型(SGD_LF)。但因为L1正则化项能提高模型的稀疏性增强模型求解能力,因此提出一种基于L1和L2正则化约束的隐语义(SPGD_LF)模型。在通过构建目标函数时,同时引入L1和L2正则化项。由于目标函数满足利普希茨条件,并通过二阶的泰勒展开对目标函数进行逼近,构造出随机梯度下降的求解器,在随机梯度下降求解隐语义模型的过程中通过软阈值来处理L1正则化项所对应的边界优化问题。通过此优化方案,可以更好地表达目标矩阵中的已知数据在隐语义空间中的特征和对应的所属社区关系,提高了模型的泛化能力。通过在大型工业数据集上的实验表明,SPGD_LF模型的预测精度、稀疏性和收敛速度等性能都有显著提高。 展开更多
关键词 大数据应用 高维稀疏矩阵 隐语义
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一种基于运动目标ISAR像序列的三维重构方法 被引量:4
9
作者 王俊 文亚亚 +1 位作者 禹娟 蔡多多 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期809-816,共8页
为解决运动信息未知的雷达目标三维重构问题,提出了一种基于目标逆合成孔径雷达(ISAR)图像序列的矩阵分解三维重构法。基于ISAR成像的基本原理,将ISAR成像过程公式化,推导出ISAR成像投影矩阵方程式,给出了关联后的二维图像序列中散射点... 为解决运动信息未知的雷达目标三维重构问题,提出了一种基于目标逆合成孔径雷达(ISAR)图像序列的矩阵分解三维重构法。基于ISAR成像的基本原理,将ISAR成像过程公式化,推导出ISAR成像投影矩阵方程式,给出了关联后的二维图像序列中散射点坐标与原目标散射点的三维位置的几何投影关系;利用矩阵因式分解的方法,从观测矩阵中分解出三维位置矩阵,实现重构;最后,以三维平底圆锥体为模拟目标,仿真验证了该算法的可行性,结果表明用于重构的图像帧数越多、图像信噪比越高,重构性能越好。 展开更多
关键词 三维重构 ISAR像 矩阵分解 运动目标
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二维非负矩阵分解在齿轮故障诊断中的应用 被引量:9
10
作者 李兵 米双山 +2 位作者 刘鹏远 刘东升 张培林 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期836-840,868,共5页
针对齿轮故障信号时频分布识别问题,提出采用二维非负矩阵分解技术提取时频分布矩阵特征参数的方法。采用S变换技术将齿轮故障信号变换至时频域,为克服传统的一维非负矩阵分解对矩阵向量化带来的维数过高和结构信息损失问题,提出采用二... 针对齿轮故障信号时频分布识别问题,提出采用二维非负矩阵分解技术提取时频分布矩阵特征参数的方法。采用S变换技术将齿轮故障信号变换至时频域,为克服传统的一维非负矩阵分解对矩阵向量化带来的维数过高和结构信息损失问题,提出采用二维非负矩阵分解技术直接对信号时频分布矩阵提取特征参数。对齿轮5种状态下信号时频分布矩阵的特征提取和分类结果表明,二维非负矩阵分解技术无论在计算效率还是分类精度上都明显优于一维非负矩阵分解技术。 展开更多
关键词 齿轮 故障诊断 特征提取 时频分布 二维非负矩阵分解
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三维炉膛温度场重建中病态矩阵方程的求解研究 被引量:10
11
作者 刘冬 王飞 +2 位作者 黄群星 严建华 岑可法 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第26期72-77,共6页
在利用CCD摄像机所拍摄到的辐射能图像进行三维炉膛温度场重建过程中,会涉及到大型病态矩阵方程的求解问题,一般的求解方法得不到满意的结果。文中采用LSQR算法(least square QR-factorization)对三维温度场重建中的病态矩阵方程进行求... 在利用CCD摄像机所拍摄到的辐射能图像进行三维炉膛温度场重建过程中,会涉及到大型病态矩阵方程的求解问题,一般的求解方法得不到满意的结果。文中采用LSQR算法(least square QR-factorization)对三维温度场重建中的病态矩阵方程进行求解研究。结果表明,对于病态问题,LSQR算法具有较好的数值稳定性和抗测量误差能力强的优点,适于大型电站锅炉燃烧温度场特别是高温区的重建;且计算效率高,重建时间短,显示了其在温度场在线重建方面的潜力。 展开更多
关键词 三维温度场重建 病态矩阵方程 最小二乘QR分解算法 锅炉
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夏季丰水期河流输入对太湖有色可溶性有机物的贡献 被引量:8
12
作者 冯龙庆 刘明亮 +3 位作者 张运林 殷燕 时志强 刘笑菡 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期104-111,共8页
结合2008年夏季丰水期对太湖上游直湖港、大浦河、长兜港3条河流有色可溶性有机物(CDOM)吸收和三维荧光的测定分析,探讨了夏季丰水期时河流输入对太湖中CDOM的贡献。3条河流中直湖港CDOM浓度最高,大浦河次之,长兜港最低,反映了太湖北部... 结合2008年夏季丰水期对太湖上游直湖港、大浦河、长兜港3条河流有色可溶性有机物(CDOM)吸收和三维荧光的测定分析,探讨了夏季丰水期时河流输入对太湖中CDOM的贡献。3条河流中直湖港CDOM浓度最高,大浦河次之,长兜港最低,反映了太湖北部外源河流污染物输入大于西南部。3条河流内CDOM吸收a(355)的均值为(4.76±0.79)m-1,明显大于湖泊水域的(3.62±0.84)m-1。从河流往河口再往湖泊水域CDOM吸收大致呈现逐渐下降的趋势,反映了丰水期外源河流输入CDOM对湖泊内CDOM的重要贡献。利用平行因子分析法对CDOM三维荧光图谱解析获得4种荧光组分,其中组分1和组分2为类蛋白荧光、组分3和组分4组为类腐殖质荧光,从河口至湖泊水域类腐殖质荧光强度逐渐减小,类蛋白荧光则明显增大,暗示河流主要带来类腐殖质荧光有机物。 展开更多
关键词 可溶性有机物 河流输入 三维荧光 平行因子分析法
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黑龙江流域典型断面水体DOM荧光特性分析 被引量:14
13
作者 张道萍 张铃松 +4 位作者 孟凡生 王业耀 杨琦 薛浩 叶匡旻 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1099-1110,共12页
为研究黑龙江流域水环境腐殖质的组成、时空分布特征及来源特征,通过野外调查、静态浸泡试验和动态淋溶试验,利用三维荧光激发-发射矩阵结合平行因子分析(EEM-PARAFAC)及荧光定量指标,分析水体DOM(dissolved organic matter,溶解性有机... 为研究黑龙江流域水环境腐殖质的组成、时空分布特征及来源特征,通过野外调查、静态浸泡试验和动态淋溶试验,利用三维荧光激发-发射矩阵结合平行因子分析(EEM-PARAFAC)及荧光定量指标,分析水体DOM(dissolved organic matter,溶解性有机物)的荧光特性和来源特征.结果表明:①ρ(COD Mn)在平水期和丰水期出现了畸高现象,平水期和丰水期水体DOM的相对含量高于冰封期.水体DOM识别出4种荧光组分〔长波段类腐殖酸(C1)、短波段类腐殖酸(C2)、类富里酸(C3)和类色氨酸(C4)〕,其中类腐殖质总贡献率在50%以上,属于类腐殖质主导型.平水期、丰水期和冰封期水体DOM的FI(荧光指数)值分别为1.48~1.61、1.51~1.63和1.52~1.79,BIX(生物源指数)值分别为0.56~0.75、0.55~0.73和0.61~0.92,HIX(腐殖化指数)值分别为5.84~13.42、5.70~15.78和2.84~12.05,表明水体DOM是陆源和自生源贡献相结合,具有自生源特征和强腐殖质特征.②通过静态浸泡试验模拟土壤溶解,识别出5种荧光组分,除C1~C4外,还识别出类酪氨酸(C5);通过动态淋溶试验模拟降雨过程,识别出4种荧光组分(C1~C4).土壤DOM的荧光特性与水体DOM相似,表明水体DOM与土壤DOM具有相似的来源.③3个水期各荧光组分的荧光强度均与ρ(DOC)呈线性相关.其中,C1、C2和C3的荧光强度与ρ(DOC)均呈显著线性相关,平水期、丰水期、冰封期C1的相关系数分别为0.7762、0.8524和0.9568,C2的相关系数分别为0.4783、0.2659和0.8784,C3的相关系数分别为0.6582、0.8025和0.9545;但C4的相关系数差别较大,分别为-0.0644、0.0219和0.8474,说明类腐殖质荧光组分是DOC的主要来源.研究显示,黑龙江流域水体DOM以类腐殖质为主,水体DOM具有强腐殖质特征,源头水的背景值较高. 展开更多
关键词 溶解性有机物(DOM) 三维荧光光谱(3D-EEMs) 平行因子分析(PARAFAC) 荧光特征 来源解析
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稀疏约束下非负矩阵分解的增量学习算法 被引量:8
14
作者 王万良 蔡竞 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2014年第8期241-244,共4页
非负矩阵分解(NMF)是一种有效的子空间降维方法。为了改善非负矩阵分解运算规模随训练样本增多而不断增大的现象,同时提高分解后数据的稀疏性,提出了一种稀疏约束下非负矩阵分解的增量学习算法,该算法在稀疏约束的条件下利用前一次分解... 非负矩阵分解(NMF)是一种有效的子空间降维方法。为了改善非负矩阵分解运算规模随训练样本增多而不断增大的现象,同时提高分解后数据的稀疏性,提出了一种稀疏约束下非负矩阵分解的增量学习算法,该算法在稀疏约束的条件下利用前一次分解的结果参与迭代运算,在节省大量运算时间的同时提高了分解后数据的稀疏性。在ORL和CBCL人脸数据库上的实验表明了该算法降维的有效性。 展开更多
关键词 子空间降维 稀疏约束 非负矩阵分解 增量学习
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遥感蚀变信息提取中的干扰因素研究与消除对策 被引量:4
15
作者 张远飞 袁继明 +2 位作者 朱谷昌 吴德文 郑纬 《遥感信息》 CSCD 2010年第6期19-25,共7页
把"背景"、"干扰"与"蚀变异常"作为遥感蚀变信息检测与提取中的3个主要研究对象,并在光谱点阵空间(重点剖析二维散点图)中研究它们的几何结构特征与空间关系,以此探求"干扰"因素的空间定位与检... 把"背景"、"干扰"与"蚀变异常"作为遥感蚀变信息检测与提取中的3个主要研究对象,并在光谱点阵空间(重点剖析二维散点图)中研究它们的几何结构特征与空间关系,以此探求"干扰"因素的空间定位与检测,最后在此基础上提出对干扰因素的消除对策与技术方案。 展开更多
关键词 蚀变信息提取 干扰因素消除 光谱点阵空间 二维散点图
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矩阵因子和信息散度融合的高光谱波段选择方法 被引量:2
16
作者 王春阳 张合兵 +2 位作者 许志方 王双亭 邵伟宽 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2018年第2期26-32,共7页
高光谱数据的数据量大、冗余度高,影响了影像分类的精度和速度。为解决这一问题,在基于矩阵模式的高光谱波段选择方法的基础上,提出了一种基于矩阵因子和光谱信息散度融合的波段选择方法。首先,用光谱信息散度代替原始用光谱相关系数衡... 高光谱数据的数据量大、冗余度高,影响了影像分类的精度和速度。为解决这一问题,在基于矩阵模式的高光谱波段选择方法的基础上,提出了一种基于矩阵因子和光谱信息散度融合的波段选择方法。首先,用光谱信息散度代替原始用光谱相关系数衡量光谱维的相关性。然后,调整矩阵因子定义方式,根据单一量化指标大小选择最佳波段组合。最后,分别用最佳指数因子、自适应波段选择法、最优波段指数法波段和所提出的算法对AVIRIS高光谱数据进行波段选择试验。结果表明,在选择相同波段数目的情况下,所提出的算法最大化保留了光谱信息并去除了冗余波段,分类精度有明显提高。 展开更多
关键词 高光谱 降维 波段选择 矩阵因子 光谱信息散度
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PARAFAC和FRI解析ISI中DOM分布 被引量:20
17
作者 吕晶晶 龚为进 +6 位作者 窦艳艳 段学军 刘海芳 张列宇 席北斗 于水利 侯立安 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期2039-2047,共9页
利用平行因子分析(PARAFAC)和荧光区域积分(FRI)的方法解析三维荧光光谱(3D-EEMs),结合主成分分析、相关性分析、聚类分析和多元线性回归分析,研究了曝气预处理改良土壤渗滤系统(ISI)处理生活污水时溶解性有机物(DOM)的垂直分布特征.根... 利用平行因子分析(PARAFAC)和荧光区域积分(FRI)的方法解析三维荧光光谱(3D-EEMs),结合主成分分析、相关性分析、聚类分析和多元线性回归分析,研究了曝气预处理改良土壤渗滤系统(ISI)处理生活污水时溶解性有机物(DOM)的垂直分布特征.根据FRI分析,ISI中DOM可以分为5个荧光区域,包括3个类蛋白物质区域(Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ)和2个类腐殖质物质区域(Ⅲ、Ⅴ).沿着垂直方向向下,ISI中DOM有溶出的现象,导致总荧光区域积分体积(TOT)与TN、TP、NH_4^+-N、COD、TOC等都呈现显著负相关的关系,而与EC呈现显著正相关关系,其中荧光区域Ⅴ与NO_3^--N浓度呈显著正相关的关系,氮素去除与DOM组成之间关系密切.通过进一步做PARAFAC分析表明,可以从DOM中识别出四种荧光组分,分别为C1类富里酸类物质和C2、C3、C4类蛋白类物质.荧光组分浓度得分值F_(max)表明,ISI对物质降解由易到难依次为C2>C4>C1、C3,即类酪氨酸最易降解,其次为类色氨酸类物质和类富里酸类物质.根据多元线性回归分析,可以用F_(max)间接表征TN、TP和COD等水质指标的浓度. 展开更多
关键词 溶解性有机物 改良土壤渗滤 三维荧光光谱 荧光区域积分 平行因子分析
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时频表示特征约简的旋转机械故障特征提取方法 被引量:4
18
作者 张焱 汤宝平 +1 位作者 刘自然 陈仁祥 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期156-163,共8页
针对二维时频表示特征提取困难这一问题,在分析基追踪与二维非负矩阵分解方法(Two Dimensional Nonnegative Matrix Factorization,2DNMF)的基础上,提出一种基于时频表示特征约简的时频特征提取方法。利用基追踪方法将信号分解成基于信... 针对二维时频表示特征提取困难这一问题,在分析基追踪与二维非负矩阵分解方法(Two Dimensional Nonnegative Matrix Factorization,2DNMF)的基础上,提出一种基于时频表示特征约简的时频特征提取方法。利用基追踪方法将信号分解成基于信号多特征冗余原子库的一组原子的线性组合,组合各分解原子的Wigner-Ville分布获取信号基追踪时频表示,采用2DNMF对基追踪时频表示的幅值矩阵进行特征约简以获取蕴含在其内部的低维特征。将提出的方法应用于8种不同状态轴承信号的特征提取中,实验结果证明了方法的有效性。 展开更多
关键词 故障诊断 特征提取 基追踪 时频表示 二维非负矩阵分解
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派河水体中DOM的光谱分析及其来源解析 被引量:30
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作者 张欢 崔康平 +3 位作者 张强 藕翔 董献彬 吴晨光 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期227-234,共8页
派河是环巢湖流域重要入湖河流,为加强该流域环境综合治理,改善水环境质量,采集派河入河口水样,通过三维荧光光谱和紫外-可见吸收光谱,结合平行因子分析模型及相关性分析,进行DOM(dissolred organic matter,溶解性有机物)光谱学特性研究... 派河是环巢湖流域重要入湖河流,为加强该流域环境综合治理,改善水环境质量,采集派河入河口水样,通过三维荧光光谱和紫外-可见吸收光谱,结合平行因子分析模型及相关性分析,进行DOM(dissolred organic matter,溶解性有机物)光谱学特性研究,分析派河水体DOM荧光组分来源及特征.结果表明:(1)水体中DOM含2类4种荧光组分,其中,类蛋白物质荧光组分(类色氨酸和类酪氨酸)占总组分荧光强度的68. 1%,类富里酸物质(紫外类富里酸和可见类富里酸)占总组分荧光强度的31. 9%;(2)采样点FI (荧光指数)大于1. 9,BIX (生物源指数)大于1. 0,派河上游HIX (腐殖化指数)小于1. 5,下游HIX范围为1. 5~3,表明派河DOM具有明显的生物源特征,水体腐殖化程度较低,上覆水体浮游动植物和生物细菌分布均匀且对水体环境有明显影响;(3)紫外-可见光吸收系数[a(280)和a(355)]可很好地表征派河水体中DOM相对含量,紫外-可见吸收光谱测定结果显示,水体中含大量性质相对稳定的有机物;(4)紫外类富里酸和类酪氨酸的荧光强度均与a(280)、a(355)呈显著正相关,表明水体DOM中紫外类富里酸和类酪氨酸组分的产生及来源具有一致性或相伴发生.研究显示,光谱分析法可有效表征派河水体中DOM兼具陆源和生物来源的双重特性. 展开更多
关键词 派河 DOM(溶解性有机物) 三维荧光光谱 平行因子分析模型 紫外-可见吸收光谱
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一种潜在信息约束的非负矩阵分解方法 被引量:2
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作者 高新波 王笛 王秀美 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2014年第1期11-18,共8页
传统的非负矩阵分解方法没有充分利用数据间的内在相似性,从而影响了算法的性能。为此,本文提出一种潜在信息约束的非负矩阵分解方法。该方法首先利用迭代最近邻方法挖掘原始数据的潜在信息,然后利用潜在信息构造数据之间的相似图,最后... 传统的非负矩阵分解方法没有充分利用数据间的内在相似性,从而影响了算法的性能。为此,本文提出一种潜在信息约束的非负矩阵分解方法。该方法首先利用迭代最近邻方法挖掘原始数据的潜在信息,然后利用潜在信息构造数据之间的相似图,最后将相似图作为约束项求得非负矩阵的最优分解。相似图的约束使得非负矩阵分解在降维过程中保持了原始数据之间的相似性关系,进而提高了非负矩阵分解的判别能力。图像聚类实验结果表明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 数据降维 非负矩阵分解 潜在信息 相似图 迭代最近邻
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