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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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基于最大整体包容度约束非负矩阵分解的高光谱遥感图像混合像元分析算法 被引量:4
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作者 王瀛 何欣 左方 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期136-144,共9页
针对高光谱遥感图像中存在高度混合无纯像元的现象,提出了端元整体包容度约束,并将其加入非负矩阵分解的目标函数.在满足端元非负性与和为一约束的同时,利用数据在特征空间的几何特性,要求端元构成的单形体所容纳的像元尽可能多.该算法... 针对高光谱遥感图像中存在高度混合无纯像元的现象,提出了端元整体包容度约束,并将其加入非负矩阵分解的目标函数.在满足端元非负性与和为一约束的同时,利用数据在特征空间的几何特性,要求端元构成的单形体所容纳的像元尽可能多.该算法不需对原始数据降维,不损害数据的物理意义,在迭代过程中使用乘性规则,避免了传统梯度优化过程中常见的整体步长难以控制现象.对模拟图像和真实图像进行实验评测并比较了提取端元精准度、鲁棒性以及执行效率,结果表明,本文算法可有效分析高光谱遥感图像混合像元. 展开更多
关键词 高光谱图像 端元 非负矩阵分解 凸面几何学 单形体
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基于核部分非负矩阵分解的亚像元级地物光谱分析 被引量:1
3
作者 崔建涛 厉小润 赵辽英 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期46-52,65,共8页
为了进一步提高亚像元级地物的光谱分析精度,提出了一种基于核部分非负矩阵分解(Kernel Protection Non-negative Matrix Factorization,KPNMF)的非线性解混算法。首先通过基于凸面几何理论的端元提取方法提取纯像元端元候选像素集合,... 为了进一步提高亚像元级地物的光谱分析精度,提出了一种基于核部分非负矩阵分解(Kernel Protection Non-negative Matrix Factorization,KPNMF)的非线性解混算法。首先通过基于凸面几何理论的端元提取方法提取纯像元端元候选像素集合,然后根据候选像素的空间纯度指数判断纯像元端元。在纯像元端元信息已知的条件下,利用核方法对部分非负矩阵分解(Protection Non-negative Matrix Factorization,PNMF)进行推广,构造相应的目标函数,推导迭代求解过程,分解求得亚像元端元光谱和所有端元的丰度。试验结果表明,提出的解混算法具有良好的非线性分解能力,解混结果优于线性解混算法。 展开更多
关键词 高光谱解混 亚像元 凸面几何 空间纯度指数 部分非负矩阵分解 航天遥感
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低秩稀疏矩阵优化问题的模型与算法 被引量:3
4
作者 潘少华 文再文 《运筹学学报》 北大核心 2020年第3期1-26,共26页
低秩稀疏矩阵优化问题是一类带有组合性质的非凸非光滑优化问题.由于零模与秩函数的重要性和特殊性,这类NP-难矩阵优化问题的模型与算法研究在过去十几年里取得了长足发展。本文从稀疏矩阵优化问题、低秩矩阵优化问题、低秩加稀疏矩阵... 低秩稀疏矩阵优化问题是一类带有组合性质的非凸非光滑优化问题.由于零模与秩函数的重要性和特殊性,这类NP-难矩阵优化问题的模型与算法研究在过去十几年里取得了长足发展。本文从稀疏矩阵优化问题、低秩矩阵优化问题、低秩加稀疏矩阵优化问题、以及低秩张量优化问题四个方面来综述其研究现状;其中,对稀疏矩阵优化问题,主要以稀疏逆协方差矩阵估计和列稀疏矩阵优化问题为典例进行概述,而对低秩矩阵优化问题,主要从凸松弛和因子分解法两个角度来概述秩约束优化和秩(正则)极小化问题的模型与算法研究。最后,总结了低秩稀疏矩阵优化研究中的一些关键与挑战问题,并提出了一些可以探讨的问题。 展开更多
关键词 低秩稀疏矩阵优化 凸松弛模型 因子分解模型 精确恢复条件 收敛性
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非负矩阵低秩分解的交替二次规划算法
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作者 阳明盛 刘力军 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期365-370,共6页
非负矩阵分解算法有多种,但都存在着各自的缺陷.在现有工作的基础上,将非负矩阵分解(NMF)模型转化为一组(两个)二次凸规划模型,利用二次凸规划有解的充分必要条件推导出迭代公式,进行交替迭代,可求出问题的解.得到的解不仅具有某种最优... 非负矩阵分解算法有多种,但都存在着各自的缺陷.在现有工作的基础上,将非负矩阵分解(NMF)模型转化为一组(两个)二次凸规划模型,利用二次凸规划有解的充分必要条件推导出迭代公式,进行交替迭代,可求出问题的解.得到的解不仅具有某种最优性、稀疏性,还避免了约束非线性规划求解的复杂过程和大量的计算.证明了迭代的收敛性,且收敛速度快于已知的方法,对于大规模数据模型尤能显示出其优越性. 展开更多
关键词 非负矩阵分解 二次凸规划 大规模数据模型
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基于DNN的低资源语音识别特征提取技术 被引量:25
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作者 秦楚雄 张连海 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第7期1208-1219,共12页
针对低资源训练数据条件下深层神经网络(Deep neural network,DNN)特征声学建模性能急剧下降的问题,提出两种适合于低资源语音识别的深层神经网络特征提取方法.首先基于隐含层共享训练的网络结构,借助资源较为丰富的语料实现对深层瓶颈... 针对低资源训练数据条件下深层神经网络(Deep neural network,DNN)特征声学建模性能急剧下降的问题,提出两种适合于低资源语音识别的深层神经网络特征提取方法.首先基于隐含层共享训练的网络结构,借助资源较为丰富的语料实现对深层瓶颈神经网络的辅助训练,针对BN层位于共享层的特点,引入Dropout,Maxout,Rectified linear units等技术改善多流训练样本分布不规律导致的过拟合问题,同时缩小网络参数规模、降低训练耗时;其次为了改善深层神经网络特征提取方法,提出一种基于凸非负矩阵分解(Convex-non-negative matrix factorization,CNMF)算法的低维高层特征提取技术,通过对网络的权值矩阵分解得到基矩阵作为特征层的权值矩阵,然后从该层提取一种新的低维特征.基于Vystadial 2013的1小时低资源捷克语训练语料的实验表明,在26.7小时的英语语料辅助训练下,当使用Dropout和Rectified linear units时,识别率相对基线系统提升7.0%;当使用Dropout和Maxout时,识别率相对基线系统提升了12.6%,且网络参数数量相对其他系统降低了62.7%,训练时间降低了25%.而基于矩阵分解的低维特征在单语言训练和辅助训练的两种情况下都取得了优于瓶颈特征(Bottleneck features,BNF)的识别率,且在辅助训练的情况下优于深层神经网络隐马尔科夫识别系统,提升幅度从0.8%~3.4%不等. 展开更多
关键词 低资源语音识别 深层神经网络 瓶颈特征 凸非负矩阵分解
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基于非负矩阵分解的语音深层低维特征提取方法 被引量:4
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作者 秦楚雄 张连海 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2017年第5期921-930,共10页
作为一种基于深层神经网络提取的低维特征,瓶颈特征在连续语音识别中取得了很大的成功。然而训练瓶颈结构的深层神经网络时,瓶颈层的存在会降低网络输出层的帧准确率,进而反过来影响该特征的性能。针对这一问题,本文基于非负矩阵分解算... 作为一种基于深层神经网络提取的低维特征,瓶颈特征在连续语音识别中取得了很大的成功。然而训练瓶颈结构的深层神经网络时,瓶颈层的存在会降低网络输出层的帧准确率,进而反过来影响该特征的性能。针对这一问题,本文基于非负矩阵分解算法,提出一种利用不包含瓶颈层的深层神经网络提取低维特征的方法。该方法利用半非负矩阵分解和凸非负矩阵分解算法对隐含层权值矩阵分解得到基矩阵,将其作为新的特征层权值矩阵,然后在该层不设置偏移向量的情况下,通过数据前向传播提取新型特征。实验表明,该特征具有较为稳定的规律,且适用于不同的识别任务和网络结构。当使用训练数据充足的语料进行实验时,该特征表现出同瓶颈特征几乎相同的识别性能;而在低资源环境下,基于该特征识别系统的识别率明显优于深层神经网络混合识别系统和瓶颈特征识别系统。 展开更多
关键词 连续语音识别 深层神经网络 半非负矩阵分解 凸非负矩阵分解 低维特征
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基于权重曼哈顿非负矩阵分解的图像修复和聚类方法 被引量:1
8
作者 陶盈吟 杨仪 +1 位作者 代祥光 苏晓杰 《南京信息工程大学学报(自然科学版)》 CAS 2020年第3期347-352,共6页
当数据中存在大量椒盐噪声时,传统的鲁棒非负矩阵分解方法无法获得更具有鲁棒性的低维特征.为了解决该问题,本文提出了一种更具有鲁棒性的权重曼哈顿非负矩阵分解来修复被污染的数据点以及通过曼哈顿矩阵分解获得鲁棒的特征表示.本文提... 当数据中存在大量椒盐噪声时,传统的鲁棒非负矩阵分解方法无法获得更具有鲁棒性的低维特征.为了解决该问题,本文提出了一种更具有鲁棒性的权重曼哈顿非负矩阵分解来修复被污染的数据点以及通过曼哈顿矩阵分解获得鲁棒的特征表示.本文提出的模型可以被看作为非凸非光滑的优化问题,可以通过加速梯优化理论和最小一乘法求其局部最优解.通过对人脸图像ORL数据集加入椒盐噪声,实验结果表明本文提出的算法在图像修复和学习特征表示方面更有效、更鲁棒. 展开更多
关键词 曼哈顿非负矩阵分解 鲁棒性 凸优化 降维
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基于邻近交替线性化的稀疏非负矩阵分解算法 被引量:2
9
作者 王静 杨丹 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期220-225,232,共7页
结合稀疏约束与邻近交替线性化(PALM),提出稀疏非负矩阵分解算法(SNMF_PALM)。将非凸的平滑剪切绝对偏差函数作为稀疏正则项,获得逼近L0范数的最佳凸松弛,并利用PALM算法对非凸问题进行求解,得到SNMF_PALM算法的局部稳定最优解。在人脸... 结合稀疏约束与邻近交替线性化(PALM),提出稀疏非负矩阵分解算法(SNMF_PALM)。将非凸的平滑剪切绝对偏差函数作为稀疏正则项,获得逼近L0范数的最佳凸松弛,并利用PALM算法对非凸问题进行求解,得到SNMF_PALM算法的局部稳定最优解。在人脸数据库上将SNMF_PALM算法与SNMF、NMF算法进行实验对比,结果表明SNMF_PALM算法具有更好的聚类性能。 展开更多
关键词 非负矩阵分解 稀疏 平滑剪切绝对偏差函数 邻近交替线性化 非凸问题 聚类
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基于Nystrom采样和凸NMF的偏好聚类 被引量:2
10
作者 杨美姣 刘惊雷 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2018年第1期55-61,78,共8页
大规模的稀疏图数据在现实中大量出现,例如协同图、拉普拉斯矩阵等。非负矩阵分解(NMF)已经成为数据挖掘、信息检索和信号处理的一个非常重要的工具。随着数据量的不断增大,如何实现大规模数据的偏好聚类是一个重要的问题。采用两阶段... 大规模的稀疏图数据在现实中大量出现,例如协同图、拉普拉斯矩阵等。非负矩阵分解(NMF)已经成为数据挖掘、信息检索和信号处理的一个非常重要的工具。随着数据量的不断增大,如何实现大规模数据的偏好聚类是一个重要的问题。采用两阶段的方法来实现大规模的偏好聚类,即首先利用Nystr?m的近似采样方法,从大数据上获得数据的初始轮廓,获得部分用户-用户相似矩阵或电影-电影相似矩阵,从而可以将原始的高维空间降低到一个低维子空间;然后通过对低维相似矩阵进行凸的非负矩阵分解,从而得到聚类的中心和指示器,聚类的中心表示电影或用户的特征,指示器表示用户或电影特征的权重。该两阶段偏好聚类方法的优点是,初始数据轮廓的近似获取以及凸的非负矩阵分解,使得该方法具有较好的鲁棒性和抗噪性;另外,子空间的数据来源于真实的矩阵行列数据,使得偏好聚类结果具有良好的可解释性。采用Nystr?m方法解决了大规模的数据无法在内存中存储的问题,从而大大节省了内存,提高了运行效率。最后在含有100000条电影的数据集上进行偏好聚类,结果表明了该聚类算法的有效性。 展开更多
关键词 NYSTROM方法 凸的非负矩阵分解 偏好聚类 聚类中心 聚类指示器
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Kantorovich不等式的一种新证明 被引量:1
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作者 王石青 《华北水利水电学院学报》 1996年第4期76-78,共3页
给出Kantorovich不等式一种新的证明方法
关键词 KANTOROVICH 不等式 凸函数 数理统计 证明
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基于核凸非负矩阵分解算法的故障检测方法
12
作者 祝朋艳 徐进学 张学磊 《计算机应用与软件》 北大核心 2022年第6期87-95,共9页
针对工业过程中复杂的高维非线性采样数据,提出一种基于核凸非负矩阵分解算法的故障检测方法。利用核函数在高维空间中重构原始数据,并用主元分析法对映射后的数据进行白化预处理;对白化后数据进行凸包非负矩阵分解,同时利用图正则化约... 针对工业过程中复杂的高维非线性采样数据,提出一种基于核凸非负矩阵分解算法的故障检测方法。利用核函数在高维空间中重构原始数据,并用主元分析法对映射后的数据进行白化预处理;对白化后数据进行凸包非负矩阵分解,同时利用图正则化约束保持数据集在整个分解过程中的固有几何结构不发生改变;建立N^(2)和SPE统计量并计算控制限作为数据状态的判别依据。采用TE过程数据集进行仿真实验,结果表明核凸非负矩阵分解算法对过程数据的故障检测具有较好的效果。 展开更多
关键词 故障检测 核主元分析 凸包非负矩阵分解 图正则化约束
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