模糊支持向量机中隶属度的确定与分析

针对目前模糊支持向量机方法中，一般使用特征空间中样本与类中心之间的距离关系构建隶属度函数的不足，提出了一种新的有效地反映样本不确定性的隶属度计算方法——基于样本紧密度的隶属度方法。在确定样本的隶属度时，不仅考虑了样本与类中心之间的关系，还考虑了类中各个样本之间的关系，并采用模糊连接度来度量类中各个样本之间的关系。将其应用于模糊支持向量机方法中，较好地将支持向量与含噪声或野值样本区分开。实验结果表明，采用模糊支持向量机方法，其分类错误率比采用支持向量机方法的错误率低，在使用的3种隶属度函数中，采用基于紧密度隶属度的模糊支持向量机方法抗噪性能最好，分类性能最强。     

基于样本之间紧密度的模糊支持向量机方法

针对传统支持向量机方法中存在对噪声或野值敏感的问题,提出了一种基于紧密度的模糊支持向量机方法.在确定样本的隶属度时,不仅考虑了样本与类中心之间的关系,还考虑了类中各个样本之间的关系.通过样本之间的紧密度来描述类中各个样本之间的关系,利用包围同一类中样本的最小球半径大小来度量样本之间的紧密度.样本的隶属度依据样本在球中的位置,按照不同的规律确定与基于样本与类中心之间关系构建的模糊支持向量机方法相比,该方法有利于将野值或含噪声样本与有效样本进行区分.实验结果表明,与传统支持向量机方法及基于样本与类中心之间关系的模糊支持向量机方法相比,基于紧密度的模糊支持向量机方法具有更好的抗噪性能及分类能力.     

改进的粒子群模糊聚类方法

针对基于粒子群的模糊聚类算法以隶属度编码时对噪音敏感,以及处理样本数小于样本维数的数据集效果较差等问题,通过改进其中的模糊聚类约束方法,提出一种改进的基于粒子群的模糊聚类方法.当样本对各类的隶属度之和不为1时,新方法在粒子群优化得出的隶属度基础上,根据样本与各类之间的距离对隶属度进一步分配,以使隶属度满足模糊聚类约束条件.新方法显著地改善了在隶属度编码下使用粒子群进行模糊聚类的效果,并通过典型的数据集进行了验证.     

基于模糊隶属度函数的脑图像分割方法

为提高医学图像在组织边界不清晰以及灰度不均匀下的分割性能，提出一种基于多类样本间模糊距离的隶属度函数分割方法。通过磁共振序列测量确定反映磁共振图像脑部组织特性的映射图，经预处理后得到样本模糊标签；设计基于多样本类间模糊距离的隶属度函数确定各样本的隶属度，该隶属度的确定综合考虑了同类样本与不同类样本之间的空间距离，降低了同类样本之间的隶属度依赖；训练模糊支持向量机对三种主要脑组织进行分割。在脑图像公开数据集上的分割实验表明，改进算法可有效提高分割精度。     

模糊支持向量机在入侵检测中的应用研究

网络入侵检测是保证安全防护技术,在入侵检测中,数据分布的不均衡和噪声数据的存在影响检测性能和分类效果.针对传统支持向量机对噪声数据和孤立点敏感的缺点,提出了一种基于双超球隶属度函数的模糊支持向量机算法.算法在确定隶属度时充分考虑样本与类中心之间的关系以及类中各个样本之间的关系,并且将样本的隶属度与样本到所在类中心的距离看作是一个非线性关系.根据模糊支持向量机和双超球隶属度函数的原理,采用核函数对检测性能的影响.通过KDD99数据的测试并与传统的支持向量机算法进行比较,实验结果证明改进算法的可行性和有效性.     

基于模糊支持向量机与决策树的文本分类器

针对模糊支持向量机在文本分类应用中的隶属度函数确定问题,提出了一种基于模糊支持向量机与决策树的文本分类器的构建方法。该方法不仅考虑了样本与类中心之间的关系,还根据传统支持向量机中包含支持向量且平行于分类面的平面构建切球,来确定类中各个样本之间的关系,由样本点与球的位置关系计算其隶属度,可以合理地区分有效样本和噪音、孤立点样本。并与决策树方法相结合,实现多类分类。实验结果表明,该方法具有良好的分类效果。     

一种改进的模糊支持向量机算法

模糊隶属度函数设计是模糊支持向量机中的关键步骤.Lin & Wang提出的基于类中心距离的模糊隶属度设计方法,不能从样本集中有效区分噪声或野值点,而且可能降低支持向量的隶属度.针对上述不足,提出一种改进的隶属度函数设计方法.通过引入一个半径控制因子,充分利用样本间的信息,更加合理地设计样本的模糊隶属度.与基于类中心的隶属度方法相比,该方法在不增加时间复杂度的情况下,通过数值实验表明了方法的优势,大大提高了模糊支持向量机的分类精度.     

基于类向心度的模糊支持向量机

传统支持向量机(SVM)训练含有噪声或野值点的数据时,容易产生过拟合,而模糊支持向量机可以有效地处理这种问题。针对使用样本与类中心之间的距离关系来构建模糊支持向量机隶属度函数的不足,提出了一种基于类向心度的模糊支持向量机(CCD FSVM)。该方法不仅考虑到样本与类中心之间的关系,还考虑到类中各个样本之间的联系,并用类向心度来表示。将类向心度应用于模糊隶属度函数的设计,能够很好地将有效样本与噪声、野值点样本区分开来,而且可以通过向心度的大小,对混合度比较高的样本进行区分,从而达到提高分类精度的效果。实验结果表明,基于类向心度的模糊支持向量机其分类正确率比支持向量机高,在使用三种不同隶属度函数的FSVM中,该方法的抗噪性能最好,分类性能最强。     

面向隶属度修正模糊聚类的参数选择方法

隶属度修正是模糊C-均值聚类算法改进的一个重要方向,该类改进算法引入模糊阈值修正隶属度,极大的加快了算法的收敛.然而其模糊阈值的自适应取值一直是一个较难解决的问题.针对这个问题,从数据对聚类中心的物理吸引和相似关系等角度提出了一种针对隶属度修正类FCM算法的模糊阈值参数选择方法,并从该参数选择公式的单调性、收敛性和鲁棒性等角度理论验证了该方法的有效性.仿真实验表明,该参数选择方法有效并具有较好的自适应效果,在加入离群点时也有着较强的鲁棒性,对于隶属度修正类FCM算法的参数选择有着较高的应用价值.     

基于改进模糊核聚类的红外图像分割

针对传统模糊核聚类在红外图像分割方面存在的问题,提出了一种改进的模糊核聚类红外图像分割算法.在模糊核聚类的基础上引入了红外图像像素点的空间约束关系和邻域隶属度相关性,并定义了隶属度约束强度指数修正隶属度函数,可有效抑制红外图像分割结果中的噪声和野值.实验结果表明,与传统的分割结果相比,这种考虑邻域隶属度相关性的空间约束模糊核聚类算法可有效地对红外图像进行分割,准确完整地分割出了目标,达到了令人满意的结果.     

Research on parameter selection method for support vector machines

The kernel parameter and penalty parameter C are the main factors that affect the learning performance of the support vector machine. However, there are many deficiencies in the existing kernel parameters and penalty parameters C. These methods do not have high accuracy when it comes to classifying multi-category samples, and even ignore some of the samples to conduct training, which violates the integrity of the experimental data. In contrast, this paper improves the selection method of support vector machine kernel parameters and penalty parameters in two ways. First, it obtains the kernel parameter value by optimizing the maximum separation interval between the samples. Second, it optimizes the generalization ability estimation via the influence of the non-boundary support vector on the stability of the support vector machine. The method takes full account of all the training sample data, which is applicable to most sample types, and has the characteristics of low initialization requirements and high-test accuracy. The paper finally uses multiple sets of UCI sample data sets and facial image recognition to verify the method. The experimental results show that the method is feasible, effective and stable.     

基于皮肤电信号与文本信息的双模态情感识别系统

人机交互离不开情感识别,目前无论是单模态的情感识别还是多生理参数融合的情感识别都存在识别率低,鲁棒性差的问题.为了克服上述问题,故提出一种基于两种不同类型信号的融合情感识别系统,即生理参数皮肤电信号和文本信息融合的双模态情感识别系统.首先通过采集与分析相应情感皮肤电信号特征参数和文本信息的情感关键词特征参数并对其进行优化,分别设计人工神经网络算法和高斯混合模型算法作为单个模态的情感分类器,最后利用改进的高斯混合模型对判决层进行加权融合.实验结果表明,该种融合系统比单模态和多生理参数融合的多模态情感识别精度都要高.所以,依据皮肤电信号和文本信息这两种不同类型的情感特征可以构建出识别率高,鲁棒性好的情感识别系统.     

基于混淆交叉支撑向量机树的自动面部表情分类方法

面部表情自动分类是情感信息处理研究中的重要内容,为了提高表情识别的准确率以及鲁棒性,提出了一种基于混淆交叉支撑向量机树的面部表情自动分类方法。该方法依据伪Zernike矩特征,以混淆交叉支撑向量机树对矩特征进行学习,实现面部表情的自动分类。混淆交叉支撑向量机树的结构使模型能够根据教师信号将面部表情识别问题分解,在不同的层次上以相对较低的复杂度解决子问题;在训练阶段,对当前中间节点划分的两个子样本集进行混淆交叉,增强了模型在面部表情识别上的整体泛化性能以及鲁棒性。实验对Cohn-Kanade面部表情数据库中的6类基本表情进行自动分类,准确率达到96.31%;与同样基于该数据库的识别方法相比,该方法在识别正确率和鲁棒性上具有较大的优势。     

基于人脸图像和脑电的连续情绪识别方法

基于多模态生理数据的连续情绪识别技术在多个领域有重要用途,但碍于被试数据的缺乏和情绪的主观性,情绪识别模型的训练仍需更多的生理模态数据,且依赖于同源被试数据.本文基于人脸图像和脑电提出了多种连续情绪识别方法.在人脸图像模态,为解决人脸图像数据集少而造成的过拟合问题,本文提出了利用迁移学习技术训练的多任务卷积神经网络模型.在脑电信号模态,本文提出了两种情绪识别模型:第一个是基于支持向量机的被试依赖型模型,当测试数据与训练数据同源时有较高准确率;第二个是为降低脑电信号的个体差异性和非平稳特性对情绪识别的影响而提出的跨被试型模型,该模型基于长短时记忆网络,在测试数据和训练数据不同源的情况下也具有稳定的情绪识别性能.为提高对同源数据的情绪识别准确率,本文提出两种融合多模态决策层情绪信息的方法:枚举权重方法和自适应增强方法.实验表明:当测试数据与训练数据同源时,在最佳情况下,双模态情绪识别模型在情绪唤醒度维度和效价维度的平均准确率分别达74.23%和80.30%;而当测试数据与训练数据不同源时,长短时记忆网络跨被试型模型在情绪唤醒度维度和效价维度的准确率分别为58.65%和51.70%.     

基于支持向量机的语音识别研究

为了得到较好的语音识别效果,构建了基于线性核函数支持向量机的非特定人孤立词语音识别系统,取得了较高的识别率,并将该实验结果同基于HMM的识别结果进行了比较,显示出了支持向量机在基于有限样本情况下进行语音识别的优势。     

Machines Outperform Laypersons in Recognizing Emotions Elicited by Autobiographical Recollection

Over the last decade, an increasing number of studies have focused on automated recognition of human emotions by machines. However, performances of machine emotion recognition studies are difficult to interpret because benchmarks have not been established. To provide such a benchmark, we compared machine with human emotion recognition. We gathered facial expressions, speech, and physiological signals from 17 individuals expressing 5 different emotional states. Support vector machines achieved an 82% recognition accuracy based on physiological and facial features. In experiments with 75 humans on the same data, a maximum recognition accuracy of 62.8% was obtained. As machines outperformed humans, automated emotion recognition might be ready to be tested in more practical applications.     

基于改进遗传算法的支持向量机微信垃圾文章识别

近几年,随着微信的快速发展和普及,微信已经成为智能移动设备必备的应用之一,但与之同时也出现了大量微信诈骗信息、垃圾广告等,给人们带来了极大的困扰。本文将从搜狗微信搜索中抽取微信文章样本,将微信垃圾文章识别看做文本分类问题,采用支持向量机对样本进行分类模型的训练,并应用改进的遗传算法对支持向量机的参数进行优化。文中详细的介绍了改进遗传算法在支持向量机上的应用,相比传统的支持向量机,采用改进遗传算法对支持向量机参数进行优化,提升了模型准确率和优化效率。在文章的最后进行了由15000篇微信文章所形成的测试集上的分类模型效果实验,实现结果表明,本方法能够达到94.7%的准确率,非常准确的识别微信垃圾文章。     

语音情感智能识别的建模与仿真

语音情感信息具有非线性、信息冗余、高维等复杂特点,数据含有大量噪声,传统识别模型难以消除冗余和噪声信息,导致语音情感识别正确率十分低.为了提高语音情感识别正确率,利用小波分析去噪和神经网络的非线性处理能力,提出一种基于过程神经元网络的语音情感智能识别模型.采用小波分析对语音情感信号进行去噪处理,利用主成分分析消除语音情感特征中的冗余信息,采用过程神经元网络对语音情感进行分类识别.仿真结果表明,基于过程神经元网络的识别模型的识别率比K近邻提高了13％,比支持向量机提高了8.75％,该模型是一种有效的语音情感智能识别工具.     

Effects of classifier structures and training regimes on integrated segmentation and recognition of handwritten numeral strings

In integrated segmentation and recognition of character strings, the underlying classifier is trained to be resistant to noncharacters. We evaluate the performance of state-of-the-art pattern classifiers of this kind. First, we build a baseline numeral string recognition system with simple but effective presegmentation. The classification scores of the candidate patterns generated by presegmentation are combined to evaluate the segmentation paths and the optimal path is found using the beam search strategy. Three neural classifiers, two discriminative density models, and two support vector classifiers are evaluated. Each classifier has some variations depending on the training strategy: maximum likelihood, discriminative learning both with and without noncharacter samples. The string recognition performances are evaluated on the numeral string images of the NIST special database 19 and the zipcode images of the CEDAR CDROM-1. The results show that noncharacter training is crucial for neural classifiers and support vector classifiers, whereas, for the discriminative density models, the regularization of parameters is important. The string recognition results compare favorably to the best ones reported in the literature though we totally ignored the geometric context. The best results were obtained using a support vector classifier, but the neural classifiers and discriminative density models show better trade-off between accuracy and computational overhead.     

相空间重构在语音情感识别中的研究

为了更为全面地表征语音情感状态,弥补线性情感特征参数在刻画不同情感类型上的不足,将相空间重构理论引入语音情感识别中来,通过分析不同情感状态下的混沌特征,提取Kolmogorov熵和关联维作为新的情感特征参数,并结合传统语音特征使用支持向量机（SVM）进行语音情感识别。实验结果表明,通过引入混沌参数,与传统物理特征进行识别的方案相比,准确率有了一定的提高,为语音情感的识别提供了一个新的研究途径。