基于高斯神经元的自组织映射网络研究

自组织映射网络（Self-organizing map network,SOM）是一种经典的无监督学习方法,具有自组织和联机学习功能。由于其简明与实用等特点,不断涌现出SOM变体以适应各类问题。然而,这些工作基本都采纳了确定性神经元建立网络,忽略了数据本身隐含的不确定性信息,导致这些模型的结果缺乏由置信度反映的可解释性,意味着SOM神经元的不确定性刻画能力不足。本文提出了一种高斯神经元SOM网络（Ganssian neuron som network, GNSOM）,其神经元节点不再是确定性的,而是建模为高斯分布的高斯神经元,为SOM配备了不确定性功能用于表述数据的不确定性。在实现时,将输入数据同样高斯化,并用Jensen-Shannon（JS）散度代替SOM学习中的欧氏距离作为GNSOM学习中的相似性匹配度量,由此获得了不确定性表示。实验结果表明,GNSOM具有更好的训练效果,并能通过神经元节点的协方差矩阵反映数据的不确定性。由于这种对神经元的高斯化独立于SOM本身,因此能拓展应用于其他神经元模型。     

基于自组织特征映射神经网络的矢量量化

近年来,许多学者已经成功地将Ｋｏｈｏｎｅｎ的自组织特征映射（ＳＯＦＭ）神经网络应用于矢量量化（ＶＱ）图象压缩编码,相对于传统的ＫＬＢＧ算法,基于的ＳＯＦＭ算法的两个主要缺点是计算量大和生成的码书性能较差因此为了改善码书性能,对基本的ＳＯＦＭ算法的权值调整方法作了一些改进,同时为了降低计算量,又在决定获得胜神经元的过程中,采用快速搜索算法,在将改进的算法用于矢量量化码书设计后,并把生成的码书用于图象     

基于自组织特征映射神经网络的图像压缩

简要介绍了基于自组织特征映射(SOFM)神经网络的图像压缩的传统算法。通过对传统方法的优缺点分析，提出了一种新的简单的矢量量化压缩方法。新算法采用分类码书设计和残留编码，大大提高了图像的客观指标和主观视觉效果。实验表明此方法明显优于传统的SOFM算法，而且易于硬件实现。     

基于改进的自组织映射网络的遥感影像融合研究

多源遥感影像融合是富集遥感海量数据的最有价值的技术手段。本文给出了一种新的基于改进的自组织映射网络的遥感影像融合模型。选择浙江绍兴为典型研究区,以Landsat TM(10m)与SPOT-4 Pan(10m)融合数据为例,进行了融合实验与分析。实验结果表明,应用基于改进的自组织映射网络模型进行融合,分类融合结果较好,较基于基本自组织映射网络的影像融合分类精度提高约8％。     

基于自组织特征映射的图像压缩技术

计算机人工神经网络技术提供了新的图像压缩方法。自组织特征映射人工神经网络就能够用于图像的有损压缩。通过将图像分成若干小块,然后使用神经网络进行训练达到特征向量自动聚类,从而将这若干个图像块分成不同的类,其类别个数远小于图像块的个数,最后使用一个映射表保存这些信息。该方式,将图像中相同或者非常相似的部分归为一类,降低了信息冗余度,从而可以进行图像的有损压缩。该方法采用了计算机神经网络,有比较好的适应性,能够方便的和其它压缩技术结合实现效果更好的混合压缩,具有良好的推广价值。     

自组织映射(SOM)聚类算法的研究

通过自组织映射神经网络实现的聚类算法能将任意维数的输入信号模式转变为一维或二维的离散映射,以拓扑有序的方式自适应实现这个变换.介绍自组织映射聚类算法的原理,通过实验进行仿真,结果表明自组织映射聚类算法是可行有效的.     

基于模糊自组织映射神经网络的故障诊断方法

在研究Kohonen自组织映射网络理论的基础上运用模糊理论方法建立了刹车系统模糊故障诊断模型。该模型只需选择足够的具有代表性的故障样本训练神经网络，将代表故障的信息输入给训练好的神经网络，根据神经网络的输出结果，就可以判断发生故障的类型。该模型除能识别已训练过的故障，还能识别未训练过的故障，并且聚类能力强、速度快，因此很符合复杂系统的故障诊断。     

基于部分失真搜索的自组织映射学习算法

针对传统的自组织映射网络在大数据量或高维情形下训练过程较慢的问题,提出了分别使用部分失真搜索和扩展的部分失真搜索来完成传统算法中最耗时的最近邻搜索过程,减少了完成训练所需乘法次数。实验表明,相对于传统的自组织映射学习算法,所提两种方法分别可以节约近1/3和1/2以上的计算量。     

自组织映射网络的可视化研究

提出了一种自组织映射网络训练结果的可视化方法—距离映射法,该方法根据输入向量与竞争层神经元权向量距离的大小来计算相似度,然后对所有相似度与对应神经元坐标之积求和,把输入向量映射到二维平面。对故障数据的试验分析表明,该方法能提供更加清晰的可视化表示。     

多层自组织特征映射图象编码

本文提出了一种采用多层自组织特征映射MLSOFM实现矢量量化的方法。通过实验表明，在以相同压缩比对实际图象进行压缩时，采用MLSOFM比SLSOFM和JPEG在多项性能指标(包括NMSE、NCC、PMSE、IF)上总体性能要更优。     

基于自组织神经网络的分簇成链协议

针对无线传感器网络的能量损耗问题,提出一种基于自组织神经网络的分簇成链路由协议RBCSC.该协议借鉴经典低功耗自适应集簇分层型(LEACH)协议的算法,采用自组织神经网络进行分簇,并运用贪婪算法成链.仿真实验结果表明,与LEACH协议相比,RBCSC协议可减少网络节点能耗,延长网络生存周期.     

Gaining insight in domestic violence with Emergent Self Organizing Maps

Topographic maps are an appealing exploratory instrument for discovering new knowledge from databases. During the past years, new types of Self Organizing Maps (SOM) were introduced in the literature, including the recent Emergent SOM. The ESOM tool is used here to analyze a large set of police reports describing a wide range of violent incidents that occurred during the year 2007 in the Amsterdam-Amstelland police region (the Netherlands). This article aims to demonstrate that the ESOM tool provides a valuable exploratory instrument for examining unstructured text in police reports. First, it is shown how ESOM was used to discover a range of new features that better distinguish domestic from non-domestic violence cases. Second, it is demonstrated how this resulted in a significant improvement in classification accuracy. Third, the ESOM tool facilitates an in-depth investigation of the nature and scope of domestic violence, which is particularly useful for the domain expert. Interestingly, it was discovered that the definition of domestic violence employed by the management was much broader than the definition employed by police officers. Fourth, the ESOM tool enables an accurate and automated assignment of either a domestic or a non-domestic violence label to unclassified cases. Finally, ESOM is a highly accurate and comprehensible case triage model for detecting and retrieving wrongly classified cases.     

基于遗传算法的特定应用片上网络映射研究

片上网络是片上系统SoC通信问题的一种最有效解决方法,如何把知识产权核映射到网格之格件映射问题是NoC设计的关键问题之一。映射问题本质上是一种二次分配的NP难问题,遗传算法能够有效地求解问题的近似最优解。提出一种基于遗传的IP映射算法,实验结果表明,遗传算法能够在几分钟内求得最小能耗的映射。     

基于等距映射的视频水印算法

提出一种基于等距映射的视频水印算法,利用等距映射把原始视频各帧投影到二维平面上并应用奇异值分解把水印信息嵌入到视频帧与其在二维平面上投影点之间的差值上。实验证明,该算法对随机噪声干扰和诸如旋转、平移、裁剪等空间同步失真的攻击以及帧丢弃、帧插入等时间同步失真具有较好的鲁棒性。     

基于混合AIS/SOM的入侵检测模型

针对异常检测信息获取不足的缺点,提出基于混合人工免疫系统(AIS)/自组织映射(SOM)的入侵检测模型。该模型采用人工免疫系统检测网络异常,对检测到的异常连接用自组织映射进行分类,应用KDDCUP99实验数据集进行仿真。结果表明该检测方法是有效的,能够将检测到的异常连接分类并给出异常连接的更多信息,检测和分类效率较高、误报率低。     

异构WSN中基于改进哈里斯鹰的分簇算法

针对无线传感器网络中传统的低功耗自适应集簇分层型协议存在的节点能耗过高、网络生存周期短以及负载不均衡等问题, 本文提出了一种异构传感网络下的多目标簇头选举和基于模拟退火的哈里斯鹰路由优化算法(LEACH-MHO). 这种改进算法首先在计算节点最优阈值的基础上, 构建新的考量能耗和负载的适应度函数, 找到最优簇首节点, 保证簇首节点的均匀分布; 再建立基于哈里斯鹰优化器的路径选择策略, 同时嵌入模拟退火算法, 防止过早陷入局部最优; 最后使用评估函数筛选出可加入到最佳路径的簇头, 缩短簇头节点到基站的通信距离. 仿真实验数据表明, 与CREEP、LEACH-C、LEACH算法相比, 本文算法的网络生存寿命分别延长了22.18%、77.83%和180.52%, 能更有效地延长网络生存寿命.     

一种基于SOM和K means的文档聚类算法*

提出了一种把自组织特征映射SOM和Kmeans算法结合的聚类组合算法。先用SOM对文档聚类,然后以SOM的输出权值初始化Kmeans的聚类中心,再用Kmeans算法对文档聚类。实验结果表明,该聚类组合算法能改进文档聚类的性能。     

一种新的电子罗盘校准算法研究

针对复杂磁环境下磁强计误差补偿算法效果不理想而导致电子罗盘精度较低的问题,本文对磁强计的误差来源进行了详细分析与建模,提出了一种基于模拟退火算法(SA)的空间椭球磁强计校正方法,采用模拟退火算法,对磁强计测量数据进行空间椭球拟合,用估计的参数进行刻度系数与软磁干扰、硬磁干扰与零点偏移的整体误差补偿。最后,利用最小二乘法求解出非正交轴的方向余弦,进行非正交误差和安装误差补偿。最终利用设计的算法对某电子罗盘系统进行了航向角误差对比试验,实验结果表明该方法能准确计算出磁强计的误差参数,实测航向角精度从4.5°提高到0.4°,提高了一个数量级。该方法在电子罗盘的校准中具有了一定的工程参考价值。     

基于SA的改进遗传算法的测试数据生成研究

测试数据的自动生成研究是软件测试的一个焦点问题,测试数据的自动生成可以提高测试工作效率,节约测试成本.考虑遗传算法(GA)和模拟退火算法(SA)各自优缺点,提出遗传/模拟退火(GASA)混合算法的策略,在标准的GA中融入SA,在GA的局部搜索中引入SA,SA的随机状态受限于遗传优化算法的结果,GA的种群更新是由SA的退温算法和随机状态产生函数来控制,从而得到最优解.GA-SA算法取长补短,提高了算法的全局和局部搜索能力,能避免GA过早收敛,提高了算法搜索最优解的能力.实验结果表明,GASA算法寻找最优解所需的迭代次数明显优于标准GA.     

基于免疫规划的模拟退火算法

通过对模拟退火算法优缺点的分析,提出了一种新型的模拟退火算法——基于免疫规划的模拟退火算法。该算法借鉴了生物免疫概念与理论,将免疫规划的全局寻优能力与模拟退火算法的局部寻优能力相结合,克服了模拟退火算法运算效率低的缺点。理论分析和仿真结果表明,该算法不仅能够有效地保持种群的多样性,而且收敛速度和稳定性都有了明显提高,收敛到最优值的比例可达到91%。