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基于流形嵌入的多视觉聚类研究开题报告

 2020-02-10 11:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

在现实社会中,许多纷繁复杂的数据都是有价值的,人们总是希望能够从中获取有价值的信息。面对看似杂乱的数据,通过聚类分析可以有效的将数据划分为若干个类别,每一个类别可能真实的反映了原数据中一种类型的对象。聚类分析是机器学习领域一种重要的无监督学习方法,在数据标签未知的情况下,将数据分类,每一个类别称为聚类成为聚类分析的一个分支,受到许多研究者的关注。多视图数据是一种有多个侧面、多个视角的数据集,例如,不同的图像特征可以作为图像数据不同视图,不同传感器可以获得同一数据源的不同视角数据。多视图聚类考虑视图间的差异性和互补性,最终获得一致性划分。数据往往是以多种视角的方式存在着,不同的视角表达着事物不一样的特征。在传统的聚类学习中,人们只对数据的单个视角进行分析,所以往往不能得到数据的全貌,存在着以偏概全的问题。于是多视觉学习应运而生,它能深挖数据的内涵,帮助人们了解事物的本质,已经是机器学习的一个迅速发展的方向,有良好的理论基础和巨大的实践成功。


多视觉学习起源于1998年blum等人提出的协同训练算法,对两个视角进行协同训练,交换彼此的信息,从此,多视觉学习越来越受到人们的重视,越来越多的研究者投入到该领域的研究中,探索并改进多视觉学习的方法。发展到现在,大致存在着三种多视角学习方法:协同训练(co-trianing),多核学习(multiple kernel learning)和共享子空间学习(shared subspace learning)。

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2. 研究的基本内容与方案

本课题在matlab平台上构造设计一个基于流形嵌入的多视觉聚类算法,学习更为准确的共享子空间结构,提高聚类的性能。

局部线性嵌入(locally linear embedding, lle)是无监督非线性降维算法,是流行学习的一种。lle认为,在高维中间中的任意一个样本点和它的邻居样本点近似位于一个超平面上,所以该样本点可以通过其邻居样本点的线性组合重构出来。我们将数据用lle进行预处理,得到一致性系数矩阵和流形数据,再将其作为非负矩阵多视觉聚类的输入,对每一个视角数据进行非负矩阵的分解,再利用协同正则化对每个视角进行约束,找到最小化分歧的共享子空间,然后使用确保每个视图满足流形假设。算法流程如图1所示。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需理论基础。确定方案,完成开题报告。

第4-5周:熟悉掌握基本理论,完成英文资料的翻译,熟悉开发环境。

第6-9周:编程实现各算法,并进行仿真调试。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] feiping nie, jing li, xuelong li. "parameter-free auto-weighted multiple graph learning:

a framework for multiview clustering and semi-supervised classification." twenty-fifth international joint conference on artificial intelligence (ijcai-16)

[2] abhishek kumar. "a co-training approach for multi-view spectral clustering". international conference on international conference on machine learning, 2011

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