自适应加权低秩约束的多视图子空间聚类算法

多视图聚类旨在综合利用视图数据中的一致信息和互补信息实现对数据的划分,但各视图表征数据的能力参差不齐,甚至有的视图可能含有大量的冗余和噪声信息,不仅不能带来多样的信息,反而影响聚类性能.本文提出了自适应加权的低秩约束的多视图子空间聚类算法,通过自适应学习的方式给各视图赋予不同权重来构造各视图共享的潜在一致低秩矩阵.并且提出了有效的可迭代优化算法对模型进行优化.在5个公开数据集上的实验结果表明所提算法的有效性.     

鲁棒自加权的多视图子空间聚类

随着收集和存储数据的能力不断提高,真实数据通常由不同的表现形式(视图)组成.因此多视图学习在机器学习与模式识别领域中扮演着重要的角色.近年来,多种多视图学习方法被提出并应用于不同的实际场景中.然而,在目标函数中大部分数据点存在平方残差,少数误差较大的离群点很容易令目标函数失效,因此如何处理冗余数据是多视图学习面临的重要...     

单步划分融合多视图子空间聚类算法

多视图子空间聚类方法因其可以揭示数据内在的低维结构而被广泛关注,但大多数现有的多视图子空间聚类算法直接将多个来自原始数据的充满噪声的相似度矩阵进行融合,并且通常是在得到一致的多视图表示之后再使用K均值算法聚类得到最终的结果,这种将表示的学习过程和后续的聚类过程分离的两阶段算法会导致无法得到最优的聚类结果.为了解决这些问题,提出一种单步划分融合多视图子空间聚类算法.该算法不是直接融合具有噪声和冗余信息的相似度矩阵,而是从相似度矩阵中提取出更具有判别性信息的划分级信息进行融合.提出一个新的框架,将表示学习、多视图信息融合以及最后的聚类过程整合在同一框架中.这三个过程彼此促进,好的聚类结果可以引导生成更好的多视图表示,从而得到更好的聚类效果.提出一种有效的轮替优化算法来解决由此得到的优化问题.最后,在四个真实的基准数据集上得到的实验结果可以证明提出方法的有效性以及先进性.     

基于多样性的多视图低秩稀疏子空间聚类算法

本文主要研究如何通过挖掘多视图特征的多样性信息来促进多视图聚类,提出了基于多样性的多视图低秩稀疏子空间聚类算法。该方法直接将视图多样性概念应用于多视图低秩稀疏子空间聚类算法框架中,确保不同视图的子空间表示矩阵的多样性;为了实现多个视图聚类一致性同时达到提高聚类性能的目标,在该框架中引入谱聚类算法共同优化求解。通过对3个图像数据集的实验验证了该算法的有效性,同时其聚类的性能优于已有的单视图及多视图算法。     

基于格拉斯曼流形子空间融合的多视图聚类

现有的多视图聚类算法大多假设多视图数据点之间为线性关系,且在学习过程中无法保留原始特征空间的局部性;而在欧氏空间中进行子空间融合又过于单调,无法将学习到的子空间表示对齐。针对以上问题,提出了基于格拉斯曼流形融合子空间的多视图聚类算法。首先,将核技巧和局部流形结构学习结合以得到不同视图的子空间表示;然后,在格拉斯曼流形上融合这些子空间表示以得到一致性亲和矩阵;最后,对一致性亲和矩阵执行谱聚类来得到最终的聚类结果,并利用交替方向乘子法（ADMM）来优化所提模型。与核多视图低秩稀疏子空间聚类（KMLRSSC）算法相比,所提算法的聚类精度在MSRCV1、Prokaryotic、Not-Hill数据集上分别提高了20.83个百分点、9.47个百分点和7.33个百分点。实验结果验证了基于格拉斯曼流形融合子空间的多视图聚类算法的有效性和良好性能。     

基于三支决策的多视图低秩稀疏子空间聚类算法

多视图子空间聚类是一种从子空间中学习所有视图共享的统一表示, 挖掘数据潜在聚类结构的方法. 作为一种处理高维数据的聚类方法, 子空间聚类是多视图聚类领域的研究热点之一. 多视图低秩稀疏子空间聚类是一种结合了低秩表示和稀疏约束的子空间聚类方法. 该算法在构造亲和矩阵过程中, 利用低秩稀疏约束同时捕捉了数据的全局结构和局部结构, 优化了子空间聚类的性能. 三支决策是一种基于粗糙集模型的决策思想, 常被应用于聚类算法来反映聚类过程中对象与类簇之间的不确定性关系. 本文基于三支决策的思想, 设计了一种投票制度作为决策依据, 将其与多视图稀疏子空间聚类组成一个统一框架, 从而形成一种新的算法. 在多个人工数据集和真实数据集上的实验表明, 该算法可提高多视图聚类的准确性.     

两级联合融合的多视图子空间聚类改进算法

针对多视图深度子空间聚类网络(Multi-view Deep Subspace Clustering Networks, MvDSCN)算法具有的没有充分利用多视图互补信息、进行一次聚类直接得到聚类结果,以及只考虑数据级信息融合而降低了聚类性能等缺点,提出两级联合融合的多视图子空间聚类改进算法(TJ-MvDSCN)。不仅关注多视图共性信息,还关注多视图互补信息;增加分配级别的多视图信息融合,与已有的数据级信息融合形成两级融合结构;增加聚类损失,基于迭代优化策略构建一个可以联合学习特征表示和聚类分配的多视图聚类框架。经实验验证,该算法性能优于现有算法。     

基于一步张量学习的多视图子空间聚类

现有多视图子空间聚类算法通常先进行张量表示学习, 进而将学习到的表示张量融合为统一的亲和度矩阵. 然而, 因其独立地学习表示张量和亲和度矩阵, 忽略了两者之间的高度相关性. 为了解决此问题, 提出一种基于一步张量学习的多视图子空间聚类方法, 联合学习表示张量和亲和度矩阵. 具体地, 该方法对表示张量施加低秩张量约束, 以挖掘视图的高阶相关性. 利用自适应最近邻法对亲和度矩阵进行灵活重建. 使用交替方向乘子法对模型进行优化求解, 通过对真实多视图数据的实验表明, 较于最新的多视图聚类方法, 提出的算法具有更好的聚类准确性.     

基于一致图学习的鲁棒多视图子空间聚类

针对多视图数据分析易受原始数据集噪声干扰,以及需要额外的步骤计算聚类结果的问题,提出一种基于一致图学习的鲁棒多视图子空间聚类（RMCGL）算法。首先,在各个视图下学习数据在子空间中的潜在鲁棒表示,并基于该表示得到各视图的相似度矩阵。随后,基于得到的多个相似度矩阵学习一个统一的相似度图。最后,通过对相似度图对应的拉普拉斯矩阵添加秩约束,确保得到的相似度图具有最优的聚类结构,并可直接得到最终的聚类结果。该过程在一个统一的优化框架中完成,能同时学习潜在鲁棒表示、相似度矩阵和一致图。RMCGL算法的聚类精度（ACC）在BBC、100leaves和MSRC数据集上比基于图的多视图聚类（GMC）算法分别提升了3.36个百分点、5.82个百分点和5.71个百分点。实验结果表明,该算法具有良好的聚类效果。     

基于自适应邻域的鲁棒多视图聚类算法

针对现存的基于自适应邻域的多视图聚类算法没有考虑噪声和共识图信息损失的问题,提出一种基于自适应邻域的鲁棒多视图聚类(RMVGC)算法.首先,为了避免噪声和异常值对数据的影响,通过鲁棒主成分分析模型(RPCA)从原始数据中学习多个干净的低秩数据;其次,用自适应邻域学习直接融合多个干净的低秩数据来得到一个干净的共识关系图,...     

基于多视角非负矩阵分解的人体行为识别

提出一种基于多视角非负矩阵分解的视角不变特征提取方法用于融合多视角信息并进行人体行为识别。通过提取每个视频帧的时空描述符,有效描述了视频场景中的运动和形态信息;为了解决观测角度改变对识别的影响,在不同视角下构建基于时空描述符的时空矩阵,并利用多视角非负矩阵分解构建多视角的目标函数以得到融合了多视角信息的共识矩阵;计算共识矩阵的最大相关系数进行人体行为分类。该方法在WVU数据集、i3Dpose数据集上进行了验证,并与其他方法进行比较,结果表明了该方法在行为识别方面的有效性。     

基于深度图正则化矩阵分解的多视图聚类算法

针对现实社会中由多种表示或视图组成的多视图数据广泛存在的问题,深度矩阵分解模型因其能够挖掘数据的层次信息而备受关注,但该模型忽略了数据的几何结构信息.为解决以上问题,本文提出基于深度图正则化矩阵分解的多视图聚类算法,通过获取每个视图的局部结构信息和全局结构信息在逐层分解中加入两个图正则化限制,保护多视图数据的几何结构信...     

基于自步学习的鲁棒多样性多视角聚类

目的 大数据环境下的多视角聚类是一个非常有价值且极具挑战性的问题。现有的适合大规模多视角数据聚类的方法虽然在一定程度上能够克服由于目标函数非凸性导致的局部最小值,但是缺乏对异常点鲁棒性的考虑,且在样本选择过程中忽略了视角多样性。针对以上问题,提出一种基于自步学习的鲁棒多样性多视角聚类模型（RD-MSPL）。方法 1）通过在目标函数中引入结构稀疏范数L_2,1来建模异常点;2）通过在自步正则项中对样本权值矩阵施加反结构稀疏约束来增加在多个视角下所选择样本的多样性。结果 在Extended Yale B、Notting-Hill、COIL-20和Scene15公开数据集上的实验结果表明：1）在4个数据集上,所提出的RD-MSPL均优于现有的2个最相关多视角聚类方法。与鲁棒多视角聚类方法（RMKMC）相比,聚类准确率分别提升4.9%,4.8%,3.3%和1.3%;与MSPL相比,准确率分别提升7.9%,4.2%,7.1%和6.5%。2）通过自对比实验,证实了所提模型考虑鲁棒性和样本多样性的有效性;3）与单视角以及多个视角简单拼接的实验对比表明,RD-MSPL能够更有效地探索视角之间关联关系。结论 本文提出一种基于自步学习的鲁棒多样性多视角聚类模型,并针对该模型设计了一种高效求解算法。所提方法能够有效克服异常点对聚类性能的影响,在聚类过程中逐步加入不同视角下的多样性样本,在避免局部最小值的同时,能更好地获取不同视角的互补信息。实验结果表明,本文方法优于现有的相关方法。     

自适应嵌入的半监督多视角特征降维方法

半监督模式下的多视角特征降维方法,大多并未考虑到不同视角间特征投影的差异,且由于缺乏对降维后的低维矩阵的稀疏约束,无法避免噪声和其他不相关特征的影响。针对这两个问题,提出自适应嵌入的半监督多视角特征降维方法。首先,将投影从单视角下相同的嵌入矩阵扩展到多视角间不同的矩阵,引入全局结构保持项;然后,将无标签的数据利用无监督方法进行嵌入投影,对于有标签的数据,结合分类的判别信息进行线性投影;最后,再将两类多投影映射到统一的低维空间,使用组合权重矩阵来保留全局结构,很大程度上消除了噪声及不相关因素的影响。实验结果表明,所提方法的聚类准确率平均提高了约9%。该方法较好地保留了多视角间特征的相关性,捕获了更多的具有判别信息的特征。     

基于视图相关因子的多视图数据竞争聚类算法

针对现有的单视图数据竞争聚类算法无法高效处理多视图数据的问题,提出了基于视图相关因子的多视图数据竞争聚类算法。首先,为了描述不同视图之间的相关性定义了一种视图相关性因子;然后,将视图相关因子与谱方法关于拉普拉斯矩阵的目标函数最大化问题结合,建立一个联合目标函数,使得不同视图之间的信息相互影响,以充分利用多视图的信息。通过解决联合目标函数的优化问题,得到每个视图的优化嵌入矩阵;最后,将得到的优化嵌入矩阵用于数据竞争聚类算法中。在人工和真实数据集上的仿真实验结果表明,新算法比现有的数据竞争聚类算法具有更高的聚类性能。     

基于流形鉴别信息的特征选择及其结构化稀疏表示

针对启发式特征选择策略忽略了特征间相关信息导致子最优的问题, 提出一种基于流形鉴别信息的特征选择(MDFS) 算法. 该算法根据近邻信息和标签信息刻画高维数据类内和类间流形结构, 以最小化流形散度差为准则构建目标函数, 并增加结构化稀疏正则项降低特征间冗余. 通过统一框架下的特征权重迭代优化获得最优特征子集. 在ORL 库、COIL20 库、Isolet1 库上的聚类实验表明, MDFS算法选取的特征子集相比传统算法具有更高的识别准确率和归一化互信息, 验证了所提出算法的有效性.

     

基于结构化多视图稀疏限定的 监督特征选择算法研究

为了有效利用多视图数据信息提升监督特征选择的性能,构建了一种结构化多视 图稀疏限定,并基于该稀疏限定提出了一种监督特征选择方法,即结构化多视图监督特征选择 方法(SMSFS)。该方法在特征选择过程中能够同时考虑不同视图特征的重要性以及同一视图中 不同特征的重要性,从而有效的结合多视图数据信息,提升监督特征选择的性能。SMSFS 目标 函数是非凸的,设计了一个有效的迭代算法对目标函数进行求解。将所提结构化多视图监督特 征选择方法 SMSFS 应用到了图像标注任务,在 NUS-WIDE 和 MSRA-MM2.0 图像数据库上进 行了实验,并与其他特征选择算法进行了比较,实验结果表明该算法能够有效结合多视图数据 信息,提升特征选择性能。     

基于超图的稀疏属性选择算法*

针对噪声或者离群点通常会增加矩阵的秩的问题,提出一个在低秩限制下的基于超图的稀疏属性选择算法。具体地,该算法首先利用其他属性稀疏地表达每一个属性来获得属性自表达系数矩阵。然后,利用超图正则化因子获取数据的局部结构将子空间学习嵌入到属性选择的框架中。同时,利用范数惩罚自表达系数矩阵和损失函数,挖掘出属性之间的关系和样本间的关系来帮助算法有效地进行属性选择,最终提高模型的预测能力。在UCI数据集上的实验结果表明,该算法相比其它对比算法,能更有效地选取重要属性,并取得很好的分类效果。