基于密度峰值聚类的高斯混合模型算法

由于存在大量服从高斯分布的样本数据,采用高斯混合模型(Gaussian Mixture Models,GMM)对这些样本数据进行聚类分析,可以得到比较准确的聚类结果.通常采用EM算法(Expectation Maximization Algorithm)对GMM的参数进行迭代式估计.但传统EM算法存在两点不足:对初始聚类中心的取值比较敏感;迭代式参数估计的迭代终止条件是相邻两次估计参数的距离小于给定的阈值,这不能保证算法收敛于参数的最优值.为了弥补上述不足,提出采用密度峰值聚类(Density Peaks Clustering,DPC)来初始化EM算法,以提高算法的鲁棒性,采用相对熵作为EM算法的迭代终止条件,实现对GMM算法参数值的优化选取.在人工数据集及UCI数据集上的对比实验表明,所提算法不但提高了EM算法的鲁棒性,而且其聚类结果优于传统算法.尤其在服从高斯分布的数据集上的实验结果显示,所提算法大幅提高了聚类精度.     

优化初始聚类中心选择的K-means算法

K-means算法的聚类效果与初始聚类中心的选择以及数据中的孤立点有很大关联,具有很强的不确定性。针对这个缺点,提出了一种优化初始聚类中心选择的K-means算法。该算法考虑数据集的分布情况,将样本点分为孤立点、低密度点和核心点,之后剔除孤立点与低密度点,在核心点中选取初始聚类中心,孤立点不参与聚类过程中各类样本均值的计算。按照距离最近原则将孤立点分配到相应类中完成整个算法。实验结果表明,改进的K-means算法能提高聚类的准确率,减少迭代次数,得到更好的聚类结果。     

一种融合K-means和快速密度峰值搜索算法的聚类方法

K-means算法的初始聚类中心是随机选取的,不同的初始中心输入会得出不同的聚类结果。针对K-means算法存在的问题,提出一种融合K-means算法与聚类的快速搜索和发现密度峰算法的聚类算法(K-CBFSAFODP)。该算法是这样考虑的:类簇中心被具有较低局部密度的邻居点包围,且与具有更高密度的任何点都有相对较大的距离,以此来刻画聚类中心;再运用K-means算法进行迭代聚类,弥补了K-means聚类中心随机选取导致容易陷入局部最优的缺点;并且引入了熵值法用来计算距离,从而实现优化聚类。在UCI数据集和人工模拟数据集上的实验表明,融合算法不仅能得到较好的聚类结果,而且聚类很稳定,同时也有较快的收敛速度,证实了该融合算法的可行性。     

面向不同数据分布的多维直方图算法COCA-Hist

基于代价的RDBMS优化器需要对含有范围查询的合取谓词的结果集基数进行准确的估计,多维直方图对多维数据分布进行模拟,避免在估计结果集基数时采用数据独立性假设,造成估计误差过大,进而导致选择非优化的查询执行计划.在不同的数据分布情况下,传统的多维直方图(如MHist-2)效果有很大不同.数据相关系数和值域密度、值域参数是准确刻画多维数据分布的有效指标,文中提出了根据不同的指标采用不同的动态优化的多维直方图算法COCA-Hist,可以大大改善传统多维直方图在平均情况下的准确性.通过分析传统的多维直方图的最坏情况,COCA-Hist的改进算法可以改进传统的多维直方图在最坏情况下的准确性.实验比较了COCA-Hist和传统的多维直方图MHist-2以及GENHist和STHoles的准确性和时间效率.实验显示无论在平均情况下还是在最坏情况下COCA-Hist的改进算法均优于传统的MHist-2直方图,并且COCA-Hist的准确性和创建时间均比GENHist有极大的改善,在准确性方面COCA-Hist较优于STHoles,而在空间预算有限时STHoles的创建时间比COCA-Hist高两个数量级.     

迭代分析相对密度的高光谱异常检测

目的 针对复杂高光谱数据在不同地物规模和光谱特征上的差异,致使背景特征难以准确描述,导致异常检测算法检测效果不理想的问题,提出一种基于相对密度分析建立背景模型的高光谱遥感异常检测算法。方法 该算法借助最大相对密度分析的思想,通过统计与待测像元相似像元的数目作为其相对相似性分布密度,在像元光谱特征相似性分布密度的驱动下,自动搜索聚类中心并实现自适应聚类。为了避免不同背景地物受类别规模差异的影响,设计迭代筛选方法不断提取具有相对最大分布密度的类作为背景地物类别。当迭代终止时即可获得关于背景地物的统计模型,最后采用经典的马氏距离实现异常检测。结果 仿真实验采用两组常用的数据HyMap和HYDICE,与经典算法如基于聚类分析的异常检测算法（CBAD）、局部RX算法（LRX）和基于空间边缘特征变化的异常检测算法（2DCAD）等进行比较,并采用受试者工作特性曲线（ROC）和ROC曲线下面积（AUC）作为评价标准对实验结果进行分析。从实验数据中可以看到,本文算法在ROC曲线整体上表现优于其他算法,在HyMap下AUC值比同类算法至少高出5.6%,HYDICE下AUC值比同类算法至少高出13.6%。另外,对于不同数据,本文算法最终表现较为稳定,鲁棒性较好。结论 实验结果表明该算法无需构建分类面以及设定类别数目,在每次迭代中根据数据本身特征自适应地获取当前规模下背景显著性强的像元。另外,本文建立背景模型的方法适用于不同复杂场景下的高光谱数据,可以获得对背景的准确描述,有助于改善高光谱数据异常检测中对异常目标显著性衡量的准确性。     

基于矢量传感器的空中脱靶量测量方法研究

针对现有声学空中脱靶量测量方法,无法实现三维定位的现状,提出引入矢量传感器技术的新思路。设计了一种基于矢量声学传感器的布阵方案,采用声压、振速互谱实现了目标的到达方向﹙DOA﹚估计,并利用概率法实现了多基阵的目标三维定位。通过仿真实验表明:该方法可以解决声学脱靶量测量空间定位技术难题,定位精度满足要求。     

有预算和截止期约束的网格作业调度算法

在商业网格计算环境中,作业有预算和截止期限制。如何向消费者提供有质量保障的服务,同时考虑服务提供者的利益,是一个关键问题。现有的作业调度算法只从消费者的角度出发对作业完成的时间和成本进行优化。同时从消费者和服务者的角度,利用作业的属性定义了作业的价值密度,在此基础上提出了高价值密度优先的网格作业调度算法HVDF。仿真结果表明,HVDF算法在实现价值率和按时完成作业数两个性能指标上优于现有算法。     

基于k均值分区的流数据高效密度聚类算法

数据流聚类是数据流挖掘研究的一个重要内容,已有的数据流聚类算法大多采用k中心点(均值)方法对数据进行聚类,不能对数据分布不规则以及高维空间数据流进行有效聚类.论文提出一种基于k均值分区的流数据密度聚类算法,先对数据流进行分区做k均值聚类生成中间聚类结果(均值参考点集),随后对这些均值参考点进行密度聚类,理论分析和实验结果表明算法可以有效解决数据分布不规则以及高维空间数据流聚类问题,算法是有效可行的.     

室内环境下指数分布非对称几何统计信道模型

室内微环境下复杂的物理环境具有不规则性,造成实际无线信道参数和理想环境下的参数值有较大差别。为此,提出一种基于散射体呈指数分布的、非对称室内传输环境的统计信道模型。推导小尺度衰落多径效应造成的角度、时间等相关无线信道参数。求解信号的TOA/AOA联合概率密度函数,以及无线信号到达角度的概率密度函数。仿真结果表明,与散射体均匀分布及对称模型相比,该模型所推导的相关无线信道参数更适用于实际信道环境。     

人物肖像画及其卡通动画仿真系统的建立

文章主要目的是利用一台普通的个人电脑和一张人脸的正面照片来自动生成具有写实风格或者夸张效果的人物肖像漫画及其动画.AAM模型是一种统计模型,可以很好地应用于人脸的特征点定位.但是AAM模型在信息的处理上忽略了颜色信息的作用,而肤色信息在人脸检测时往往起着非常大的作用.文中主要采用的方法是先利用肤色信息减小AAM搜索的搜索范围,然后基于这种改进的AAM模型,定位照片上的人脸特征,并以此为基础设计了一个人物肖像画生成系统.该算法对近百幅人脸的正面照片进行实验,实验结果令人满意.该方法能够快速生成特定人脸的肖像画并能较好地应用于卡通动画制作向导、多媒体智能娱乐、游戏和网络即时通讯软件等领域中.