求解非负矩阵分解的有效集BB梯度算法

非负矩阵分解是在非负限制下的一种将一个高维矩阵分解为两个低维矩阵的分解技术。目前,存在的算法大部分是基于乘性迭代算法和交替最小二乘算法。针对交替最小二乘算法的子问题,文中提出了一种有效集BB梯度法,且该算法是全局收敛的。实验结果显示,该算法比投影梯度算法更为有效。     

改进增量式非负矩阵分解算法及其在人脸识别中的应用

非负矩阵分解(NMF)是一种有效的子空间降维方法,凭借其可解释性在人脸识别方面有着较好的应用。而增量式非负矩阵分解(INMF)利用近似的原则将上一步迭代寻优的运算结果参与后续计算,有效改善了NMF算法运算规模随训练样本增多而不断增大的现象。文章提出的改进增量式非负矩阵分解算法(Improved Incremental Non-negative Matrix Factorization)在INMF的基础上进一步利用了新加入样本的类别信息,优化了算法中参与迭代的增量系数向量的初始化值,使目标函数在迭代求解时具有更快的收敛速度和全局寻优能力。通过在ORL和YALE人脸数据库上的实验表明,该算法在运算速度和识别率上均优于传统的NMF算法和INMF算法。     

全变差稀疏约束深度非负矩阵分解高光谱遥感影像解混方法

传统非负矩阵分解方法仅基于单层线性模型,现有的深度非负矩阵分解模型忽略了地物光谱的实际混合物理过程,仅从数学理论考虑深度分解。对此,文中从光谱混合的物理过程出发,综合非负矩阵分解和深度学习,将光谱混合过程进行反向建模,并充分考虑丰度的稀疏性和空间平滑性,构建了用于高光谱遥感影像解混的面向端元矩阵的全变差稀疏约束深度非负矩阵分解模型。通过模拟实验和真实实验,将文中所提方法与5种解混方法进行对比。结果表明,相较于面向丰度的深度非负矩阵分解算法,文中所提方法的平均光谱角距离和均方根误差均有所降低,取得了最佳解混结果。     

基于约束非负矩阵分解的高光谱图像解混快速算法

约束非负矩阵分解是高光谱图像解混中常用的方法.该方法的求解通常采用投影梯度法,其收敛速度、求解精度和算法稳定性都有待提高.为此,本文针对较优的最小体积约束,提出一种基于约束非负矩阵分解的高光谱图像解混快速算法.首先优化原有的最小体积约束模型,然后设计了基于交替方向乘子法的非凸项约束非负矩阵分解算法,最后通过奇异值分解优化迭代步骤.模拟和实际数据实验结果验证了本文算法的有效性.     

基于二维非负矩阵分解的1kb/s WI语音编码算法

 本文针对波形内插（WI）语音编码模型和参数量化等技术进行了研究,并最终提出了一种基于二维非负矩阵分解的1kb/s波形内插（2DNMF-WI）语音编码算法. 文中采用二维非负矩阵分解（2D-NMF）方法来分解语音特征波形（CW）,该分解方法在行和列两个方向上同时压缩CW幅度谱矩阵的维数,使得CW幅度谱矩阵降维后得到的编码矩阵维数较小,易于量化. 此外,在甚低速率语音编码中,由于没有足够的比特数来描述编码参数,往往很难得到高质量的合成语音. 本算法采用两帧联合编码、帧间后向预测三级矢量量化、离散余弦变换（DCT）和分裂式矩阵量化等技术来降低编码速率和改善音质. 非正式主观听觉测试显示,1kb/s 2DNMF-WI编码器合成语音的质量稍差于2kb/s的NMF-WI语音编码算法.     

求解非负矩阵分解的子空间共轭梯度算法

交替最小二乘法由于其理论可靠性和实际有效性成为非负矩阵分解中备受欢迎的方法之一。文中基于交替最小二乘法将界约束优化中的积极集共轭梯度法运用到非负矩阵分解当中,算法在子问题的求解中,并利用子空间的思想来划分指标集,并利用文献CHENG Wangyou文中的共轭梯度法进行变量更新,在一定条件下证明了新算法的收敛性,实验结果表明算法是有效的。     

一种基于局部线性嵌入的非负矩阵分解

非负矩阵分解(NMF)将一个非负矩阵分类为两个低维的非负子矩阵,算法自提出后已广泛用于模式识别和数据挖掘等领域。但是NMF忽视了矩阵的几何结构,在图像分类、聚类等应用中无法取得较好的效果。在对一些算法分析的基础上,结合局部线性嵌入及正交的思想,文中提出了一种新的非负矩阵算法。实验证明该算法在分类和聚类两方面均具有较好的性能。     

一种有效的无监督高光谱图像解混方法

传统的非负矩阵分解方法应用在高光谱像元分解时,混合像元分解用到的初始值是随机产生的,会影响像元的解混效果。为了解决该问题,本文通过改进获得初始值的方法,提出了一种基于改进非负矩阵分解的高光谱图像解混方法。本方法不需要任何先验知识,只需要对输入数据集进行迭代计算得到合适的初始值,即可达到光谱解混的目的。仿真数据和真实数据的实验结果都证明了该算法的有效性。     

基于时频稀疏约束的多通道声源分离算法

文中讨论基于多通道非负矩阵分解的声源分离算法,通过分解空间相关矩阵实现独立声源信号的分离。现提出了基于时频稀疏的声源分离算法,通过在非负矩阵分解的目标函数中增加分解基的频域稀疏性和分解稀疏的时域稀疏约束,改进了现有多声源分离的效果。实验结果表明算法具有较好的收敛性,同时对于不同的声源分离场景,其分离信扰比均得到了提高。     

改进的非负矩阵分解在基因表达数据中的应用

对非负矩阵分解算法的发展历史做了简要综述,并介绍了非负矩阵分解算法的基本原理,及一种改进的非负矩阵分解算法,并将此方法应用于一组阿尔茨海默症微阵列数据的聚类中,将此结果与传统的非负矩阵分解算法进行了比较,证明了算法的有效性.     

基于局部Walsh变换和非负矩阵分解的脑白质图像分割

脑白质病变诊断是医学研究和病理分析的重要方面。颅脑核磁共振图像的白质分割在诊断中起着非常重要的作用,其分割的准确性直接影响后续的分析和诊断研究。本文提出了一种基于局部Walsh变换和非负矩阵分解的大脑核磁共振图像白质分割算法。算法首先对颅脑图像进行局部Walsh变换,选择鉴别性能好的特征得到特征矩阵,然后对其进行非负矩阵分解并得到白质的分割结果。实验表明,本方法计算简单,精度比较高,可以得到比较理想的分割结果。     

基于小波域NMF特征提取的SAR图像目标识别方法

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。     

基于Sinkhorn距离特征缩放的多约束非负矩阵分解算法

为了减少原始特征对非负矩阵分解(NMF)算法的共适应性干扰,并提高NMF的子空间学习能力与聚类性能,该文提出一种基于Sinkhorn距离特征缩放的多约束半监督非负矩阵分解算法。首先该算法通过Sinkhorn距离对原始输入矩阵进行特征缩放,提高空间内同类数据特征之间的关联性,然后结合样本标签信息的双图流形结构与范数稀疏约束作为双正则项,使分解后的基矩阵具有稀疏特性和较强的空间表达能力,最后,通过KKT条件对所提算法目标函数的进行优化推导,得到有效的乘法更新规则。通过在多个图像数据集以及平移噪声数据上的聚类实验结果对比分析,该文所提算法具有较强的子空间学习能力,且对平移噪声有更强的鲁棒性。     

Product spectrum matrix feature extraction and recognition of radar deception jamming

A deception jamming recognition algorithm is proposed based on product spectrum matrix (SPM). Firstly, the product spectral in the different pulse repetition interval (PRI) is calculated, and the product spectral of frequency-slow time is arranged into a two-dimensional matrix. Secondly, non-negative matrix factorisation (NMF) is used to extract the features, and further the separability of the characteristic parameters is analysed by the F-Ratio. Finally, the best features are selected to recognise the deception jamming. The experimental results show that the average recognition accuracy of the proposed deception jamming algorithm is higher than 90% when SNR is greater than 6dB.     

面向微博的多实体稀疏关系数据联合聚类

针对大规模微博中多实体间的稀疏关系数据,提出一种面向多实体稀疏关系数据的高效联合聚类算法。在算法中,为了充分利用多关系数据,提出了一种顽健的约束信息嵌入方法构建关系矩阵,降低了矩阵的稀疏性,进一步提高了算法的准确率。在稀疏约束的块坐标下降框架下,关系矩阵通过非负矩阵三分解算法同时获得不同实体的聚类指示矩阵。非负矩阵分解过程中,通过高效的投射算法实现快速求解,确保了聚类结果的稀疏结构。在人工和真实数据集上的实验表明,算法在3个指标上都具有明显提高,特别是在极端稀疏数据上的效果更加明显。     

基于稀疏约束的SAR目标特征提取方法研究

特征提取是合成孔径雷达目标识别关键技术与核心任务。为了更好地提取目标特征,稀疏约束将被添加在非负矩阵分解法中,并应用于图像目标特征提取,通过利用稀疏约束的非负矩阵分解方法对sAR目标图像进行分解,构建具有稀疏性的目标特征矢量,提高了特征矢量的类内相似性与类间差异性。利用基于支持向量机的分类方法对MSTAR数据进行目标识别试验,试验结果表明,添加稀疏约束的NMF方法与PCA、ICA以及一般NMF特征提取方法相比,能够显著提高目标识别的稳定性和准确率。     

基于非负矩阵分解的图像脆弱水印算法

提出一种基于非负矩阵分解NMF(Non-negative Matrix Factorization)的脆弱数字水印算法。算法利用用户密钥构造NMF基矩阵,并在图像NMF分解过程中保持不变,二值水印图像嵌入NMF分解系数矩阵。实验结果本算法具有较强的鲁棒性,同时用户密钥保证的算法的脆弱性。     

改进非负矩阵分解的神经网络人脸识别

为了提高人脸识别正确率,提出基于改进非负矩阵分解的神经网络人脸识别算法。首先利用改进的非负矩阵分解对人脸图像进行特征提取,提高非负矩阵分解速度。接着将提取出的特征信息作为神经网络学习入口进行特征训练,由于神经网络在学习过程中,容易出现局部最小值且收敛速度慢等问题,为此采用改进的遗传算法对神经网络进行优化处理,获得最终的人脸识别结果。实验结果表明:利用改进的非负矩阵分解方法能够降低神经网络的分类训练负荷量和运算量,提高人脸识别识别率。通过和各种方法比较可知,本方法的人脸识别率都较高。本方法人脸特征分解速度快,提高了神经网络训练前期精度和收敛速度,使得人脸识别正确率高。当特征向量个数达到40以上时,人脸识别正确率保持95%以上。