基于改进初始化判别K-SVD方法的人脸识别

基于稀疏表示的人脸识别问题希望字典同时具有良好的表示能力和较强的辨识性。采用判别式K-SVD(D-ksvd)算法,可训练得到较好的字典和线性判别函数,但该算法中的初始化字典是从各类样本中选择部分样本经K-SVD方法得到的,不能较完整地表示所有样本的特性,影响了基于该初始字典的训练字典的表示能力和分类器的辨识性。在字典初始化方法上进行了改进,先训练类内字典再级联成新的初始化字典,由于类内训练字典是各类别的优化字典,降低了训练字典的误差,提高了训练字典与线性分类器的判别性,在保持较快识别速度的同时,提高了人脸识别率。     

基于流形学习的整体正交稀疏保留鉴别分析

稀疏保留投影是一种有效的特征提取方法,但是其主要关注样本间的全局稀疏重构关系,并且得到的投影变换通常不是正交的。在实际应用中,图像数据往往处于高维空间中的一种低维流形中,正交性一直被认为有利于提高鉴别能力。文中以有监督学习的方式在稀疏保留投影中引入了流形结构保留,并使得投影空间正交,从而提出了一种新的特征提取方法,即基于流形学习的整体正交稀疏保留鉴别分析（MLHOSDA）。在人脸和掌纹图像数据库的实验结果表明此方法具有较好的识别效果。     

Robust sparse principal component analysis

The model for improving the robustness of sparse principal component analysis（PCA） is proposed in this paper. Instead of the l2-norm variance utilized in the conventional sparse PCA model,the proposed model maximizes the l1-norm variance,which is less sensitive to noise and outlier. To ensure sparsity,lp-norm（0 p 1） constraint,which is more general and effective than l1-norm,is considered. A simple yet efficient algorithm is developed against the proposed model. The complexity of the algorithm approximately linearly increases with both of the size and the dimensionality of the given data,which is comparable to or better than the current sparse PCA methods. The proposed algorithm is also proved to converge to a reasonable local optimum of the model. The efficiency and robustness of the algorithm is verified by a series of experiments on both synthetic and digit number image data.     

结合Transformer的轻量化中文语音识别

近年来,深度神经网络模型在语音识别领域成为热门研究对象。然而,深层神经网络的构建依赖庞大的参数和计算开销,过大的模型体积也增加了其在边缘设备上部署的难度。针对上述问题,提出了基于Transformer的轻量化语音识别模型。首先使用深度可分离卷积获得音频特征信息;其次构建了双半步剩余权重前馈神经网络,即Macaron-Net结构,并引入低秩矩阵分解,实现了模型压缩;最后使用稀疏注意力机制,提升了模型的训练速度和解码速度。为了验证模型,在Aishell-1和aidatatang_200zh数据集上进行了测试。实验结果显示,所提模型与Open-Transformer相比,所提模型在字错误率上相对下降了19.8%,在实时率上相对下降了32.1%。     

图像显著性分割的非凸Trace Lasso方法研究

根据无监督的自下向上的思想,提出一种新的图像显著性分割方法.提取图像的颜色特征、局部能量特征和局部对比特征,并根据这些特征建立一个基于多特征的非凸Trace Lasso模型,通过求解此模型得到图像的显著性区域.不同于一般的稀疏表示方法,该方法使用矩阵奇异值的非凸函数作为约束,对图像进行超像素分割,以每个超像素块为单位进行目标函数的建立.既考虑了超像素块的局部特征,又利用了全局特征,有效联合了图像的多个特征.实验结果表明,该方法能够准确地分割出图像的显著性区域.     

基于改进LLE算法的手势特征提取研究

在人机交互领域中,基于视觉的手势特征提取成为研究的热点,但手势存在较大范围的变化,很难实现对手势的有效分类.研究了一种基于LLE改进算法的手势特征提取方法.先将手势特征数据中的某个数据点与邻近数据点组成局部线性关系,对重构误差进行拉格朗日乘子算法优化处理,求出新的局部重建权值矩阵,为了使局部线性关系能够满足低维度空间,通过求解映射矩阵的方法,将手势特征样本数据的目标特征空间映射到低维度空间中.采用稀疏观察手势描述法对手势特征进行提取,根据手势参数对手势轨迹数据进行归一化处理,为了提高手势特征提取的实时性,采用支持向量分类器的方法将手势从难以分类的空间映射到高维度的手势空间中.实验结果表明,所提方法对手势的查准率和召回率较高,泛化性较好,即使在样本数据很少的情况下,也具有较好的识别效果.     

标签扩展的协同过滤推荐算法

大多数利用标签与用户和项目之间关系的推荐算法,都要面临用户个体不同所导致的标签稀疏问题,不同的用户为项目所标注的标签会有所不同.针对由于用户标注标签的随意性而导致的用户标签和项目标签矩阵稀疏问题,提出了一种标签扩展的协同过滤推荐算法.该算法根据用户标注标签的行为计算基于标签的标签相似度,根据用户标注的标签语义计算基于标签语义的标签相似度,从用户行为和标签语义2个方面评估标签的相似度,并利用标签相似度来扩展每个项目标签,降低由项目与标签的关联关系产生的矩阵稀疏度.在M ovieLens数据集上的实验结果表明,所提算法在精度上有所提高.     

一类连续的K-means 等价聚类模型及其优化算法

聚类作为一种非监督学习方法是数据科学中重要的研究内容.K-means是一种基于划分的聚类算法,一般是利用启发式算法求解一个离散的NP问题.为增强K-means在大数据问题中的应用性,从聚类矩阵的属性出发,设计了一类非凸连续的K-means等价聚类优化模型,并利用ADM M框架给出了该等价模型的快速优化算法.数值实验结果表明了该模型及其优化算法在大数据聚类中的准确性和高效性.此外,还讨论了该模型的性质及等价性问题.     

基于全局稀疏梯度与低秩张量正则化的多源多波段图像融合方法

多模图像融合可有效提升多传感器系统的目标信息表征能力.然而,常用的图像融合方法只能融合两个模态传感器的信息.针对上述问题,充分利用多模图像空间与频谱信息的高阶相关性及其内在结构特性,基于图像域的非局部自相似特性,引入复合正则化方法,提出基于全局稀疏梯度与低秩张量正则化的多模图像融合方法,实现高光谱、多光谱和全色图像的同时融合.其中,多模图像的频谱信息使用全局稀疏梯度正则化方法,空间信息使用低秩张量正则化方法.上述复合正则化方法的优点在于可以有效对空间与频谱信息的内在结构特性进行建模,消除图像空间域的阶梯效应,减少伪频谱信息的引入.仿真实验验证了该方法的可行性和有效性.该方法为多传感器融合系统提供理论与技术支撑.     

MEMS陀螺仪的稀疏冗余去噪

为了提高随钻测量过程中MEMS陀螺仪的测量精度,抑制振动信号等对陀螺仪漂移造成测量精度的影响,采用经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和压缩感知(compressed sensing,CS)的算法进行降噪.首先对MEMS陀螺信号进行EMD分解,利用连续均方误差(CMSE)计算两个连续重构陀螺仪信号的欧式距离,以此将分解得到的模态函数(IMFs)以高、低频的形式分离,剔除高频噪声模态的影响;构建冗余字典,使低频IMFs分量在该字典上稀疏表示,利用贝叶斯理论对优化剩余IMFs分量重构;同时,在该字典上添加一列误差补偿项,通过贝叶斯估计求得.最后将处理后的剩余IMFs分量和补偿项叠加重构.去噪前后,MEMS陀螺仪数据解算的方位角累积误差由11.8562°减小到0.4725°.仿真实验分析可知,该算法可有效去除陀螺仪信号中的噪声.