基于几何距离摄动的局部线性嵌入算法

传统局部线性嵌入(LLE)算法对近邻个数依赖性较强,不适用于处理稀疏数据源。针对该问题,提出一种基于几何距离摄动的LLE算法。通过线性块内的最大欧氏距离与测地距离之差构造几何摄动,描述流形数据的局部线性特性,对原始流形数据进行最大线性分块操作,保证局部模块的线性特性,并在每一个局部线性模块上应用LLE算法实现嵌入降维。实验结果表明,该算法能有效提高分类的平均准确率。     

一种改进的局部切空间排列算法

局部切空间排列(LTSA)算法是一种有效的流形学习算法,能较好地学习出高维数据的低维嵌入坐标。数据点的切空间在LTSA算法中起着重要的作用,其局部几何特征多是在样本点的切空间内表示。但是在实际中,LTSA算法是把数据点邻域的样本协方差矩阵的主元所张成的空间当做数据点的切空间,导致了在非均匀采样或样本邻域均值点与样本自身偏离程度较大时,原算法的误差增大,甚至失效。为此,提出一种更严谨的数据点切空间的计算方法,即数据点的邻域矩阵按照数据点本身进行中心化。通过数学推导,证明了在一阶泰勒展开的近似下,提出的计算方法所得到的空间即为数据点自身的切空间。在此基础上,提出了一种改进的局部切空间排列算法,并通过实验结果体现了该方法的有效性和稳定性。与已有经典算法相比,提出的计算方法没有增加任何计算复杂度。     

泛化改进的局部切空间排列算法

改进的局部切空间排列(ILTSA)算法解决了当样本稀疏、分布不均匀或数据流密度曲率变化较大时,局部切空间排列算法不能揭示流形结构的问题,用于人脸识别能提取更好的低维特征,但不能有效处理不断增加的数据集的问题。为此,提出一种可泛化的ILTSA(GILTSA)算法。结合类别信息定义样本间的距离实现各样本的近邻集选择,基于ILTSA算法求解训练样本集的低维流形,对每个新样本寻找其在训练样本集中的最近邻,然后根据ILTSA算法原理求得其近似低维流形。在ORL、Yale和埃塞克斯大学人脸库上的实验结果表明,与主成分分析算法和线性局部切空间排列算法等相比,GILTSA算法具有更好的识别率。     

一种改进的局部切空间排列算法

局部切空间排列算法(local tangent space alignment,简称LTSA)是一种新的流形学习算法,能有效地学习出高维采样数据的低维嵌入坐标,但也存在一些不足,如不能处理样本数较大的样本集和新来的样本点.针对这些缺点,提出了一种基于划分的局部切空间排列算法(partitional local tangent space alignment,简称PLTSA).它建立在VQPCA(vector quantization principal component analysis)算法和LTSA     

局部切空间排列多姿态人耳识别

针对姿态偏转时人耳图像识别率显著降低的问题,将局部切空间排列算法用于二维人耳特征的提取,提出一种局部切空间排列多姿态人耳识别方法.通过分析人耳图像的特点提出局部最大线性片构建策略,并以远少于样本点个数的局部切空间拟合样本集,再全局排列得到人耳低维流形.实验结果表明,该方法明显提高了姿态偏转下的识别率,并且计算效率得到改善,是一种有效的多姿态图像识别方法.     

正交判别的线性局部切空间排列的人脸识别

为了将线性局部切空间排列算法发展为有监督的学习算法,提出了一种正交判别的线性局部切空间排列算法.该算法首先利用样本数据的类别信息计算类间散度矩阵,然后再通过对原算法的目标函数进行修改来建立新的优化问题.在解出投影子空间的基础上,再通过进行正交化来得到投影的正交子空间.在两个标准人脸数据库上进行的实验表明,由于该算法使用了局部切空间来表示数据样本所在流形的局部几何结构,不仅融合了判别信息和正交化技术,并且兼顾了局部几何结构和判别结构的保持,因此提高了识别能力.     

改进的线性局部切空间排列算法

线性局部切空间排列算法（LLTSA）是一种能很好的适用于识别问题的非线性降维方法,但LLTSA仅仅关注了数据的局部几何结构,而没有体现数据的整体信息。本文提出了一种基于主成分分析（PCA）改进的线性局部切空间排列算法（P-LLTSA）,该算法在Linear-LTSA的基础上,考虑了样本的全局结构,进而得到更好的降维效果。在经典的三维流形和在MNIST图像库手写体识别的实验中,识别率较PCA、LPP,LLTSA有明显提高,证实了该算法在识别问题中的有效性。     

一种新的局部空间排列算法

局部切空间排列算法(local tangent space alignment, LTSA)是一种经典的非线性流形学习方法,能够有效地对非线性分布数据进行降维,但它无法学习局部高曲率数据集.针对此问题,给出了描述数据集局部曲率的参数,并提出一种局部最小偏差空间排列(locally minimal deviation space alignment, LMDSA)算法.该算法考虑到局部切空间低鲁棒性的缺陷,在计算局部最小偏差空间的同时,能够发现数据的局部高曲率现象,通过参数控制及邻域间的连接信息,减少计算局部高曲率空间的可能,进而利用空间排列技术进行降维,手工流形及真实数据集的实验证实了该算法学习局部高曲率数据集的有效性.     

融合Gabor与局部切空间排列法的人脸识别算法

针对Gabor小波提取人脸特征存在维数高,计算复杂的问题,引入基于划分的局部切空间排列算法（Partitional Local Tangent Space Alignment）对得到的Gabor幅度特征（Gabor Magnitude Feature,GMF）进行降维,同时将主成分分析（PCA）和线性判别分析（LDA）引入到算法中,确定用最近邻分类器进行分类识别的最优投影子空间。通过在ORL人脸数据库上的实验证明了该算法的有效性,用Gabor小波提取特征对光照和表情变化等有良好的鲁棒性。     

基于马氏距离度量的局部线性嵌入算法

局部线性嵌入算法(LLE)中常用欧氏距离度量样本间相似度。而对于图像等高维数据,欧氏距离不能准确体现样本间的相似程度。文中提出基于马氏距离度量的局部线性嵌入算法(MLLE)。算法首先从现有样本中学习到一个马氏度量,然后在LLE算法的近邻选择、现有样本及新样本降维过程中用马氏度量作为相似性度量。将MLLE算法及其它典型的流形学习算法在ORL和USPS数据库上进行对比实验,结果表明MLLE算法具有良好的识别性能。     

基于流形学习的泛化改进的LTSA算法

在数据稀疏、数据非均匀分布和数据流形具有较大曲率的情况下,传统的局部切空间方法不能够有效地揭示流形结构。提出了一种泛化的ILTSA（GILTSA）流形学习方法,该方法以改进的局部切空间排列算法（ILTSA）为基础,在解决流形结构问题的同时,不仅能够获得用于人脸识别更好的低维特征,而且能有效地处理日益增加的数据集的问题。该方法首先基于样品间距离选择近邻集,实现训练集的低维流形,为每个新样本寻找最近的样本训练集。然后结合ILTSA算法,根据其最近样本投影距离计算低维流形。在ORL的人脸图像数据库的实验、Swiss roll和手书的“2”等实验结果表明,与局部线性嵌入和局部切空间排列算法等相比,GILTSA方法增加了整体精度。     

基于AUPF的TDOA几何定位跟踪算法研究

使用无源时差（TDOA）定位技术确定无人机等小型辐射源目标的位置是当前研究的热点,针对时差定位算法较为复杂的实际情况,推导了时差双曲线的几何解,并提出了一种基于自适应无迹粒子滤波（AUPF）技术的移动目标定位跟踪方法。通过仿真对该方法在不同场景的应用效果进行了验证,进一步比较分析了算法的定位精度。结果表明,基于自适应无迹粒子滤波的时差几何定位跟踪算法可以在多种情况下较好地拟合出目标真实运动轨迹,实现对运动目标的定位跟踪,同时拥有更低的定位误差和更高的轨迹包容度,使用该方法可以显著提高对非合作移动辐射源目标的位置估计性能。     

基于几何主动轮廓模型的粒子滤波跟踪算法

标准粒子滤波(SPF)是解决非线性、非高斯模型系统跟踪问题的典型方法,然而粒子更新过程严格依赖于参数的选取,且不能处理曲线拓扑结构的变化。鉴于此,提出基于几何主动轮廓模型的粒子滤波(PF)算法。利用水平集技术处理轮廓曲线拓扑结构变化,改进重采样技术,增加粒子多样性。实验结果表明,该算法是有效可行的,并提高了非线性系统状态的估计精度,具有更强的适应性。     

一种基于几何约束的RANSAC改进算法

图像拼接技术中消除特征点误匹配是一项重要环节,针对传统的消除误匹配的RANSAC算法迭代次数多,计算复杂度较大且不能完全消除误匹配等缺点,提出了一种基于几何约束的RANSAC改进算法。该算法将几何约束法应用到RANSAC算法中,对图像特征匹配点进行聚类分组,根据每条匹配点对连接线的斜率应该相等、长度也应该相等这两个几何关系建立预判断模型,对匹配点对集合进行预提纯。实验证明,该算法相较于传统的RANSAC算法,误匹配基本消除,迭代次数减少,计算效率提高,从而提高了图像匹配算法的效率。     

基于ISOMAP改进算法的人耳识别

针对ISOMAP算法对新增样本泛化能力较差的缺点,通过对LLE算法局部重构思想的深入理解,提出了MRC-ISOMAP(manifold reconstruction-ISOMAP)算法用于样本特征的维数约简.MRC-ISOMAP算法对训练样本采用全局非线性结构保持的思想,利用ISOMAP算法计算训练样本的低维表示;对新增样本利用局部线性的思想,保持局部线性关系不变,从而可以更加快速准确地用低维训练样本重构新增样本的低维表示.USTB3人耳图像库上的实验结果表明,与原始ISOMAP算法相比,MRC-ISOMAP算法可以获得更高的识别率,并在处理新样本时具有更高的效率.     

基于SIFT特征点匹配的水印图像几何校正算法*

为了有效实现水印图像的水印检测与水印嵌入之间的同步,提出一种应用SIFT(scale invariant feature transform)特征点匹配估计水印图像几何变换参数的校正算法.用两个稳定而又相距最远的图像SIFT特征点的变化估计图像所经历的旋转和缩放参数,校正之后,再用一个稳定的SIFT特征点的变化校正图像...     

基于形殊点抗局部非线性几何攻击水印算法*

为了提高数字水印抗非线性几何攻击的性能,设计了一种基于形殊点的鲁棒数字水印算法。该算法利用Canny算子提取图像边缘信息,将图像边缘分块并计算分块子图的形殊点坐标;利用形殊点坐标生成代表原始图像信息的特征向量;最后结合用户密钥和数字水印实现图像版权保护。仿真实验结果表明,算法在大幅度降低算法复杂性的同时,提供了一种安全的抗图像局部非线性几何攻击的方法。     

基于自适应扰动的疯狂蝴蝶算法

蝴蝶优化算法作为新提出的自然启发算法,其寻优方式模拟了蝴蝶利用嗅觉来确定花蜜或交配对象位置的行为。针对蝴蝶优化算法求解精度不高和收敛速度慢等问题,提出一种基于自适应扰动的疯狂蝴蝶算法（CIBOA）。首先,在自身认知飞行部分引入自适应惯性权重,平衡算法的局部与全局搜索能力;其次,在全局最优位置引入扰动策略,避免算法陷入局部最优;最后,在花蜜位置引入疯狂因子以增加种群多样性,获取更好的最优解。通过8个基准函数对5种算法搜索性能在10、30和50维的情况下进行对比分析,仿真实验结果表明改进算法的综合表现要优于其他算法。     

具有高斯扰动的局部引导粒子群优化算法

为解决粒子群优化算法PSO存在的早熟收敛问题,提出了一种具有高斯扰动的局部引导粒子群优化算法(LGPSO)。该算法在粒子的速度更新公式上采取两种措施改进PSO:一是移除社会认知部分,使粒子仅受局部引导;二是增加全局最优粒子控制的高斯扰动项。两种改进措施相结合,可有效解决早熟收敛的问题,加快收敛的速度。本文算法通过与经典及新近改进PSO算法的多次对比实验测试,均展现出较好的寻优性能及稳定性。两种改进措施的效果分析实验测试数据和社会认知项与高斯扰动项的对比实验测试数据也进一步验证了本文算法的有效性。