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专利号: 2018114716833
申请人: 厦门理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种结合多源特征学习和组稀疏约束的无监督物体识别方法,其特征在于包括如下步骤:步骤1,从包含c个类别的待处理图像集中获取V种视图,并将其组成数据集X=[x1,x2,…,xn]∈Rd×n,其中d代表数据的特征维度,n代表数据集的样本数;

步骤2,提取数据集X的总散度矩阵St;

步骤3,在步骤2的基础上构建基于线性判别分析的KM聚类模型;

步骤4,在步骤3的基础上构建基于组稀疏约束和特征选择的多源数据联合聚类模型;

步骤5,求解步骤4得到的多源数据联合聚类模型的目标函数,并进行优化。

2.如权利要求1所述的结合多源特征学习和组稀疏约束的无监督物体识别方法,其特征在于:所述步骤2中,提取数据集的总散度矩阵St的公式是:其中,为数据集样本的总平均值。

3.如权利要求1所述的结合多源特征学习和组稀疏约束的无监督物体识别方法,其特征在于:所述步骤3中,KM聚类模型的目标函数如下:其中,W=[w1,...,wd]T∈Rd×m为特征选择矩阵,m为降维后的特征维度,I为单位矩阵,F=[f1,f2,…,fn]T∈Rn×c为预测标签矩阵,G=[g1,g2,…,gc]∈Rm×c为聚类中心矩阵,||·||2,1代表其l2,1范数且对于任意矩阵M∈Rr×p,

4.如权利要求1所述的结合多源特征学习和组稀疏约束的无监督物体识别方法,其特征在于:所述步骤4中,多源数据联合聚类模型的目标函数如下:其中,W=[w1,...,wd]T∈Rd×m为特征选择矩阵,m为降维后的特征维度,I为单位矩阵,F=[f1,f2,…,fn]T∈Rn×c为预测标签矩阵,G=[g1,g2,…,gc]∈Rm×c为聚类中心矩阵,||·||2,1代表其l2,1范数且对于任意矩阵M∈Rr×p, ||·||G2,1代表G2,1范数,设 为第i组视图数据对应的特征选择矩阵,则W表示为 且其G2,1范数表示为 γ和η是正则化参数,分别用于控制模型中特征稀疏度和视图间的稀疏度。

5.如权利要求4所述的结合多源特征学习和组稀疏约束的无监督物体识别方法,其特征在于:所述步骤5中,求解多源数据联合聚类模型的目标函数的过程是:步骤a1,将目标函数转换为如下形式:

其中,E=[e1,e2,…,en]=XTW-FGT,且D,De和 均是对角阵,定义如下:步骤a2,设W,De,D,和G已经给定,令Dii代表矩阵D的第i个对角元素,则目标函数转换为:其中,fi表示预测标签矩阵F的第i个列向量;

则F通过下式获得,即:

其中,gk表示聚类中心矩阵G的第k个列向量,k=1,…,c;Fij表示F中的第i行第j列元素;

步骤a3,设F,De,D,已经给定,取转化后目标函数对G的导数,并令求导结果为0,得:G=WTXDeF(FTDeF)-1

将所求得的G代入目标函数,目标函数转化为:其中,Sw=XDeXT-XDeF(FTDeF)-1FTDeXT;

定义Λ为拉格朗日乘子,继而得拉格朗日函数:将以上拉格朗日函数对W求导,得:

则最优解W*通过求解以下矩阵的m个最小特征值获得:

6.如权利要求5所述的结合多源特征学习和组稀疏约束的无监督物体识别方法,其特征在于:所述步骤5中,进行优化的具体过程是:令t代表迭代次数

步骤b1,随机初始化特征选择矩阵W,类别中心矩阵G,初始化De,D,为单位矩阵;

步骤b2,在低维嵌入数据WTX上应用传统KM方法求解F;

步骤b3,更新W为由 前m个最小特征

值对应特征向量所组成的矩阵;

步骤b4,更新G=WTXDeF(FTDeF)-1;

步骤b5,更新De,D和

步骤b6,重复执行步骤b2-步骤b5,直到收敛,输出类别标签矩阵F和特征选择矩阵W,其中第i个特征的权重由||w1||2确定,而第v个视图的权重由 确定。