基于低秩稀疏评分的非监督特征选择

在处理高维数据过程中,特征选择是一个非常重要的数据降维步骤。低秩表示模型具有揭示数据全局结构信息的能力和一定的鉴别能力。稀疏表示模型能够利用较少的连接关系揭示数据的本质结构信息。在低秩表示模型的基础上引入稀疏约束项,构建一种低秩稀疏表示模型学习数据间的低秩稀疏相似度矩阵;基于该矩阵提出一种低秩稀疏评分机制用于非监督特征选择。在不同数据库上将选择后的特征进行聚类和分类实验,同传统特征选择算法进行比较。实验结果表明了低秩特征选择算法的有效性。     

稀疏回归和流形学习的无监督特征选择算法

针对无标签高维数据的大量出现,对机器学习中无监督特征选择进行了研究。提出了一种结合自表示相似矩阵和流形学习的无监督特征选择算法。首先,通过数据的自表示性质,构建相似矩阵,结合低维流形能够表示高维数据结构这一流形学习思想,建立一种考虑流形学习的无监督特征选择优化模型。其次,为了保证选择更有用及更稀疏的特征,采用◢l◣▼2,1▽范数对优化模型进行约束,使特征之间相互竞争,消除冗余。进而,通过变量交替迭代对优化模型进行求解,并证明了算法的收敛性。最后,通过与其他几个无监督特征算法在四个数据集上的对比实验,表明所给算法的有效性。     

特征自表达和图正则化的鲁棒无监督特征选择

为了在揭示数据全局结构的同时保留其局部结构,本文将特征自表达和图正则化统一到同一框架中,给出了一种新的无监督特征选择(unsupervised feature selection,UFS)模型与方法。模型使用特征自表达,用其余特征线性表示每一个特征,以保持特征的局部结构;用基于 ${L_{2, 1}}$ 范数的图正则化项,在保留数据的局部几何结构的同时可以降低噪声数据对特征选择的影响;除此之外,在权重矩阵上施加了低秩约束,保留数据的全局结构。在6个不同的公开数据集上的实验表明,所给算法明显优于其他5个对比算法,表明了所提出的UFS框架的有效性。     

基于特征正则稀疏关联的无监督特征选择方法

针对高维无标签数据中的特征冗余问题,提出一种基于特征正则稀疏关联的无监督特征选择方法 （FRSA）。建立特征选择模型:利用Frobenius范数建立损失函数项表示特征之间的关联关系,对特征权重矩阵施加L₁稀疏正则化约束。设计一种分治-收缩阈值迭代算法对目标函数进行优化。根据特征权重评估每个特征的重要性,选择出具有代表性的特征。在6个不同类型的标准数据集上与目前常用的无监督特征选择方法进行对比实验,实验结果表明,所提方法的性能优于其它无监督特征选择方法。     

基于邻域保持学习的无监督特征选择算法

近邻法对不相关特征的敏感性很高,利用邻域重构系数可以保持原有数据结构的优点,为此,文中提出基于邻域保持学习的无监督特征选择算法.首先根据数据样本和邻域的相似性构造相似矩阵,并引入中间矩阵构造低维空间.然后利用拉普拉斯乘子法选择有效特征子集.在4个公开数据集上的实验表明,文中算法可以有效识别代表性特征.     

基于低秩评分的非监督特征选择算法

为将数据的全局结构信息引入特征选择中,提升特征评分机制的有效性,提出一种基于低秩评分的非监督特征选择算法。利用“干净”字典约束的低秩表示模型,获得权值矩阵,该权值矩阵能够揭示数据全局结构信息,具有一定的鉴别能力,将其引入拉普拉斯评分机制,构建低秩评分机制,用于数据的特征选择。在不同的数据库上进行聚类和分类实验,实验结果表明,同传统的特征选择算法相比,该算法的性能更优。     

基于低秩和图拉普拉斯的属性选择算法

针对无监督属性选择算法使用单一方法,未考虑数据间内在相关性和噪声等问题,提出一种基于属性自表达的低秩无监督属性选择算法。算法首先将稀疏正则化（[l2,1-]范数）引入属性自表达损失函数中实现无监督稀疏学习,其次在系数矩阵中加入低秩约束以降低噪声和离群点的影响,然后利用低秩结构和图拉普拉斯正则化使子空间学习兼顾数据的全局和局部结构,最后通过属性自表达实现无监督学习。经数据集上多次迭代验证,该算法能够快速收敛并达到全局最优,与SOGFS、PCA、LPP、RSR等四种算法相比分类准确率平均提高了16.11%、14.03%、9.92%和4.2%,并且在各数据集上互信息平均值也是最高的,说明该算法有效、高效。     

低秩约束的非线性属性选择算法

针对高维的数据中往往存在非线性、低秩形式和属性冗余等问题,提出一种基于核函数的属性自表达无监督属性选择算法——低秩约束的非线性属性选择算法（LRNFS）。首先,将每一维的属性映射到高维的核空间上,通过核空间上的线性属性选择去实现低维空间上的非线性属性选择;然后,对自表达形式引入偏差项并对系数矩阵进行低秩与稀疏处理;最后,引入核矩阵的系数向量的稀疏正则化因子来实现属性选择。所提算法中用核矩阵来体现其非线性关系,低秩考虑数据的全局信息进行子空间学习,自表达形式确定属性的重要程度。实验结果表明,相比于基于重新调整的线性平方回归（RLSR）半监督特征选择算法,所提算法进行属性选择之后作分类的准确率提升了2.34%。所提算法解决了数据在低维特征空间上线性不可分的问题,提升了属性选择的准确率。     

多特征稳健主成分分析的视频运动目标分割

提出一种多特征稳健主成分分析(MFRPCA)算法,该算法融合多种视觉特征进行视频运动目标分割,分割的目的即将运动目标从静止信息中提取出来,分割的主要过程是将多特征视频矩阵分解为低秩矩阵和稀疏矩阵.矩阵分解过程是求解一个带受限条件的核范数与L2,1范数组合的最小化问题,此最小化问题可以通过增广拉格朗日乘子法(ALM)有效求解.与其他算法相比,本文算法融合了图像的颜色、边缘和纹理特征等多个特征,通过对变化检测基准数据集进行检测,本文算法获得的查全率为0.486 0和F度量为0.559 7,实验结果表明,本文算法的稳健性和可靠性均优于其他算法.     

一种基于L2,1范数的PCA维数约简算法

传统PCA存在对异常值和特征噪声敏感等问题,基于L2,1范数的PCA算法改进了这些缺点。现有的基于L2,1范数的PCA算法是通过降低矩阵的秩来实现维数约简,而秩的计算复杂。针对这一问题,提出一种新的维数约简算法。该算法提出利用迹范数代替矩阵的秩来简化L2,1-PCA的计算,提高算法效率;对于算法的求解提出了基于拉格朗日乘子的方法并将算法应用扩展Yale B人脸数据集进行图像去噪。可视化的实验结果表明所提出的算法有效。     

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。     

最大熵和l2,0范数约束的无监督特征选择算法

无监督特征选择可以降低数据维数,提高算法的学习性能,是机器学习和模式识别等领域中的重要研究课题。和大多数在目标函数中引入稀疏正则化解决松弛问题的方法不同,提出了一种基于最大熵和l2,0范数约束的无监督特征选择算法。使用具有唯一确定含义的l2,0范数等式约束,即选择特征的数量,不涉及正则化参数的选取,避免调整参数。结合谱分析探索数据的局部几何结构并基于最大熵原理自适应的构造相似矩阵。通过增广拉格朗日函数法,设计了一种交替迭代优化算法对模型求解。在四个真实数据集上与其他几种无监督特征选择算法的对比实验,验证了所提算法的有效性。     

Nonlinear sparse feature selection algorithm via low matrix rank constraint

The characteristics of non-linear, low-rank, and feature redundancy often appear in high-dimensional data, which have great trouble for further research. Therefore, a low-rank unsupervised feature selection algorithm based on kernel function is proposed. Firstly, each feature is projected into the high-dimensional kernel space by the kernel function to solve the problem of linear inseparability in the low-dimensional space. At the same time, the self-expression form is introduced into the deviation term and the coefficient matrix is processed with low rank and sparsity. Finally, the sparse regularization factor of the coefficient vector of the kernel matrix is introduced to implement feature selection. In this algorithm, kernel matrix is used to solve linear inseparability, low rank constraints to consider the global information of the data, and self-representation form determines the importance of features. Experiments show that comparing with other algorithms, the classification after feature selection using this algorithm can achieve good results.

     

基于属性自表达的低秩超图属性选择算法*

针对高维数据具有低秩形式和属性冗余等特点,提出一种基于属性自表达的无监督超图属性选择算法。具体地,该算法首先利用属性自表达特点用其他属性稀疏地表达每个属性,此自表达形式使用低秩假设寻找高维数据的低秩表示,然后建立超图正则化因子保持高维数据的局部结构,最后利用稀疏正则化因子进行属性选择。属性自表达特性确定属性的重要性,低秩表示相当于考虑数据的全局信息进行子空间学习,超图正则化因子考虑数据的局部结构对数据进行子空间学习。该算法实际上考虑数据全局和局部信息进行子空间学习,更是一种嵌入了子空间学习的属性选择算法。实验结果表明,该算法相比其它对比算法,能更有效地选取属性,并能取得很好的分类效果。     

联合特征选择和光滑表示的子空间聚类算法

基于自表示关联图的谱聚类模型性能受冗余特征影响较大.为了缓解高维数据无效特征的负面影响,文中提出联合特征选择和光滑表示的子空间聚类算法.首先基于自表示思想构建系数矩阵,将特征选择与数据重构纳入同一框架,同时使用权值因子衡量相关特征贡献度,并对系数矩阵进行组效应约束以保持局部性.通过交替变量更新法优化目标函数模型.在人造数据与标准数据库上的实验表明,文中算法在各项性能上均较优.     

基于Grassmann流形的多聚类特征选择

在无监督聚类特征选择过程中,局部欧氏度量可能置乱局部流形的拓扑结构,影响所选特征的聚类性能。为此,提出一种基于Grassmann流形的多聚类特征选择算法。利用局部主成分分析逼近数据点的切空间,获取局部数据的主要变化方向。根据切空间构造Grassmann流形,通过测地距保留局部数据的流形拓扑结构,以L1范数优化逼近流形拓扑,选择利于聚类的原本数据特征。实验结果验证了该算法的有效性。     

基于改进ReliefF的无监督特征选择方法

针对特征选择中存在数据缺乏类别信息的问题,提出一种新型的基于改进ReliefF的无监督特征选择方法UFS-IR.由于ReliefF类算法存在小类样本抽样概率低、无法删除冗余特征的缺陷,该方法以DBSCAN聚类算法指导分类,通过改进抽样策略,使用调整的余弦相似度度量特征间的相关性作为去冗余的凭据.实验表明UFS-IR可以有效缩减数据维度的同时保证特征子集的最大相关最小冗余性,具有很好的性能.     

Joint self-representation and subspace learning for unsupervised feature selection

This paper proposes a novel unsupervised feature selection method by jointing self-representation and subspace learning. In this method, we adopt the idea of self-representation and use all the features to represent each feature. A Frobenius norm regularization is used for feature selection since it can overcome the over-fitting problem. The Locality Preserving Projection (LPP) is used as a regularization term as it can maintain the local adjacent relations between data when performing feature space transformation. Further, a low-rank constraint is also introduced to find the effective low-dimensional structures of the data, which can reduce the redundancy. Experimental results on real-world datasets verify that the proposed method can select the most discriminative features and outperform the state-of-the-art unsupervised feature selection methods in terms of classification accuracy, standard deviation, and coefficient of variation.