【摘要】：隨著人工智能的發(fā)展,數(shù)據(jù)處理與分析作為一個關鍵的步驟也變得越來越重要。聚類分析技術是數(shù)據(jù)處理與分析領域中的一個重要方向,并已經(jīng)廣泛應用到了如圖像處理,語音識別,信息檢索等很多領域。譜聚類算法作為一種重要的聚類分析算法,也得到了廣泛關注。在譜聚類中,需要進行相似模型的構建,利用數(shù)據(jù)間的相似關系,對數(shù)據(jù)進行聚類分割。根據(jù)輸入數(shù)據(jù)構建合適的相似模型對譜聚類算法的性能有十分關鍵的影響。構建不同的相似模型能夠使譜聚類算法在處理不同的數(shù)據(jù)時,都能準確的挖掘出數(shù)據(jù)中包含的知識。這為后續(xù)人工智能技術面對復雜的數(shù)據(jù)做出不同的決策提供了可靠的前置信息。論文從兩方面思路出發(fā),針對譜聚類算法中相似模型的構建進行研究。第一,低階相似模型:如何利用多尺度的特征構建相似模型,從輸入數(shù)據(jù)與原始相似模型兩個角度研究了多尺度相似模型構建問題;第二,高階相似模型:如何在譜聚類算法中構建高階相似模型,針對規(guī)范割算法的高階拓展和全相似高階相似模型,以及融合多階特征的高階相似模型進行了研究。(1)針對現(xiàn)有算法構建相似模型時集中于參數(shù)優(yōu)化和未考慮多尺度特征特征信息,且部分多尺度模型構建時需要對圖像進行復雜分層預處理的問題。以圖像分割為背景,從輸入的圖像數(shù)據(jù)出發(fā),設計一種基于小波的核相似度量函數(shù),構建相似模型。論文證明該函數(shù)繼承了小波分析的多分辨率分析特性,能夠在給定的尺度下,從輸入圖像中提取需要的特征信息。論文證明了該函數(shù)滿足Mercer核的可容許條件,及滿足相似度量函數(shù)的一般條件。依此為基礎,設計了相應地譜聚類算法流程,并對提出的相似模型性能進行了實驗分析與驗證。(2)針對現(xiàn)有算法構建多尺度相似模型時從圖像出發(fā),且需進行復雜分層預處理的問題。以圖像分割為背景,從譜聚類算法中構建的原始相似模型出發(fā),以譜圖小波理論為基礎,在兩種不同的思路下分別設計相似模型。第一,譜聚類算法在選取特征向量時展現(xiàn)出了濾波特性,受此啟發(fā),并考慮到譜圖小波基函數(shù)的濾波特性,使用譜圖小波基函數(shù)對加權圖進行處理,進而構建了一種新的多尺度相似模型。第二,利用譜圖小波的小波系數(shù)的多分辨率特性,設計逐點多分辨率特征描述器,定義余弦距離和相似模型構建方式。針對兩種相似模型,論文分別設計譜聚類算法,并設計實驗驗證所提出的相似模型的性能。(3)針對規(guī)范割算法的相似模型受限于數(shù)據(jù)之間的二元相似關系的問題,論文研究如何將規(guī)范割算法拓展為高階算法,即如何在算法中使用多元相似關系構建的高階相似模型。論文從規(guī)范割算法的目標函數(shù)出發(fā),以高階奇異值分解理論為基礎,詳細分析將算法拓展到高階的思路,設計高階規(guī)范割算法流程。提出一種改進的抽樣算法,用于構建稀疏高階相似模型,使高階算法具有實用性。(4)針對現(xiàn)有高階譜聚類算法構建相似模型中的兩個問題進行了研究。第一,如何在高階譜聚類算法中使用全相似高階模型;第二,如何在高階譜聚類算法中使用融合多階相似關系的高階相似模型。論文以高階奇異值分解理論,直推式學習技術和高階規(guī)范割算法為基礎,提出全相似高階相似模型和全相似多階相似模型,并對每個模型分別分析使用非標準化拉普拉斯矩陣和使用標準化拉普拉斯矩陣時的形式。由于兩種模型是以稠密矩陣的形式定義,論文針對兩種模型如何在譜聚類框架下進行高效的應用進行分析,使兩種模型可以利用稀疏矩陣特征分解的優(yōu)勢嵌入到譜聚類算法框架中。以此為基礎,論文分別設計兩種高階算法:全相似高階譜聚類算法和全相似多階譜聚類算法。
【學位授予單位】：江南大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP391.41;TP18

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 周必成 ,王永智;風力機塔架動力相似模型的振動分析[J];合肥工業(yè)大學學報(自然科學版);1988年04期

2 宋_g,張貴文,黨星海,蘭倩,黨育;相似模型與縮尺模型特點分析[J];高等建筑教育;2003年04期

3 路東輝;秦子明;王立博;;巖土相似模型中的點載荷加載試驗裝置的研制[J];工程與試驗;2017年03期

4 汪振國;雷曉燕;羅錕;曾少輝;;橋梁結構振動試驗相似模型的設計及校驗[J];振動與沖擊;2018年07期

5 王延忠;孫紅梅;;相似實驗方法對機床立柱動力學的研究[J];組合機床與自動化加工技術;2012年11期

6 劉眾擎;何宏舟;李暉;趙龍飛;許藝鳴;;船舶客艙火災全尺度燃燒室及其相似模型設計[J];安全與環(huán)境學報;2018年03期

7 劉晉安;底卸梁可回轉立體相似模型[J];礦山壓力與頂板管理;1992年04期

8 任松;陳結;姜德義;楊春和;劉春;;能源地下儲庫造腔期流場相似實驗[J];重慶大學學報;2012年05期

9 蔡衛(wèi)兵;;2015年浙江省寧波卷第26題解法探究及反思[J];中國數(shù)學教育;2016年11期

10 劉偉;劉金梅;;基于相似模型的導管架平臺波浪載荷數(shù)值模擬[J];石油礦場機械;2014年05期

相關會議論文 前2條

1 張利平;王德智;牛存穩(wěn);;中長期水文預報的相空間相似法[A];水問題的復雜性與不確定性研究與進展——第二屆全國水問題研究學術研討會論文集[C];2004年

2 張玉杰;李斌;;阻尼不相似動響應模型的修正方法研究[A];第十屆全國振動理論及應用學術會議論文集（2011）下冊[C];2011年

相關博士學位論文 前5條

1 張敬茂;譜聚類中相似模型構建研究及應用[D];江南大學;2018年

2 師桂杰;集裝箱船船體結構極限強度研究[D];上海交通大學;2011年

3 雷娜;齒輪齒條鉆機傳動機構力學特性研究[D];東北石油大學;2015年

4 孫文財;危險貨物運輸半掛車輛轉彎安全狀態(tài)辨識與試驗研究[D];吉林大學;2010年

5 江祥林;大跨徑鋼桁架橋健康監(jiān)測方法及技術研究[D];武漢理工大學;2012年

相關碩士學位論文 前10條

1 陳發(fā)城;基于腦電數(shù)據(jù)的道路與模擬試驗駕駛負荷相似模型研究[D];吉林大學;2018年

2 陳鄭帥;某上市寵物公司促銷策略分析[D];東南大學;2015年

3 吳小平;鋼筋混凝土梁橋結構性能動力評估[D];長安大學;2001年

4 徐麗娜;濃縮風能型風力發(fā)電機相似模型的功率輸出特性對比實驗研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學;2007年

5 劉歡;鹽巖儲氣庫溶控建造流體運移實驗研究[D];太原理工大學;2016年

6 安延濤;海洋平臺振動分析及相似模型實驗研究[D];濟南大學;2009年

7 魏麗;紅外無損檢測中表面瞬態(tài)時變溫差與混凝土缺陷的關系[D];武漢大學;2004年

8 汪振國;軌道交通簡支梁橋振動特性與控制研究[D];華東交通大學;2018年

9 張海廷;海洋平臺相似模型振動控制實驗研究[D];濟南大學;2010年

10 廖f ;使用型鹽作為巖鹽造腔相似材料實驗研究[D];重慶大學;2012年

本文編號：2800947