本文關(guān)鍵詞：基于稀疏矩陣分解的特征基因識別方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著信息技術(shù)的進(jìn)步和數(shù)據(jù)庫的使用,各種各樣的信息呈爆炸式增長,人們很難從海量的數(shù)據(jù)中找到有用的信息。數(shù)據(jù)庫技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)的迅速發(fā)展,使得數(shù)據(jù)挖掘作為一種新的數(shù)據(jù)處理技術(shù)登上歷史舞臺。近年來,各種生物基因組研究相繼開展,使得生物學(xué)實驗數(shù)據(jù)的數(shù)量呈爆炸式增長。過去的數(shù)據(jù)分析方法已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實際研究的需要,稀疏矩陣分解理論作為新一代的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能夠很好地處理大規(guī)�；虮磉_(dá)數(shù)據(jù),進(jìn)一步從基因表達(dá)數(shù)據(jù)中識別出包含關(guān)鍵信息的特征基因,從而為生命科學(xué)更好地認(rèn)識生命提供了有效的手段和方法。本文通過綜合分析國內(nèi)外學(xué)者對稀疏矩陣分解理論和特征基因識別算法方面的研究成果,發(fā)現(xiàn)其中存在部分學(xué)術(shù)研究上的缺乏,因此,筆者基于以往的研究成果,通過對數(shù)據(jù)挖掘算法進(jìn)行深入研究,選擇其中的特征提取作為重點研究方向,對稀疏矩陣分解展開研究,并對稀疏矩陣分解算法進(jìn)行改進(jìn),提出了兩種新的特征基因識別算法:基于類別信息的懲罰性矩陣分解算法和基于P范數(shù)的魯棒特征提取算法。基于類別信息的懲罰性矩陣分解根據(jù)基因表達(dá)數(shù)據(jù)中不同的樣本數(shù)得到總散度矩陣,并將總散度矩陣進(jìn)行矩陣分解,重建一個新的數(shù)據(jù)矩陣,然后利用懲罰性矩陣分解對新的數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行處理,得到稀疏特征樣本,最后,根據(jù)稀疏特征樣本中的非零項來識別特征基因�；赑范數(shù)的魯棒特征提取算法利用Schattenp范數(shù)作為正則化函數(shù)來得到低秩矩陣,利用pL作為誤差函數(shù)來提高對離群值的魯棒性,因此該算法可以有效地識別特征基因。為了驗證這兩種算法的性能,本文分別在仿真數(shù)據(jù)集和基因表達(dá)數(shù)據(jù)集上進(jìn)行實驗,并同現(xiàn)有的方法相比較。實驗結(jié)果表明,筆者提出的算法是有效可行的。本論文的創(chuàng)新點之一在于通過總散度矩陣引入樣本類別信息,并與PMD進(jìn)行結(jié)合,提出一種新的有監(jiān)督特征提取算法基于類別信息的懲罰性矩陣分解算法(CIPMD)來識別特征基因,并成功將CIPMD應(yīng)用在基因表達(dá)數(shù)據(jù)分析中;創(chuàng)新點之二是基于Schattenp范數(shù)和pL范數(shù),提出基于P范數(shù)的魯棒特征提取算法(PRFE)來識別特征基因。
【關(guān)鍵詞】：稀疏矩陣分解 特征基因 基因表達(dá)數(shù)據(jù) 類別信息 懲罰性矩陣分解 P范數(shù) 魯棒特征提取 低秩
【學(xué)位授予單位】：曲阜師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP311.13;G250
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.1.1 研究背景8-9
• 1.1.2 研究意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究綜述9-11
• 1.3 研究思路與方法11-14
• 1.3.1 研究思路11-12
• 1.3.2 研究方法12-14
• 第2章 相關(guān)概念解析14-24
• 2.1 稀疏矩陣分解理論概述14-18
• 2.1.1 矩陣分解理論14-16
• 2.1.2 稀疏表示理論16-18
• 2.2 特征基因識別概述18-24
• 2.2.1 基因表達(dá)數(shù)據(jù)及其特點18-19
• 2.2.2 特征基因識別方法介紹19-24
• 第3章 基于類別信息的懲罰性矩陣分解算法24-40
• 3.1 基于類別信息的懲罰性矩陣分解算法24-26
• 3.1.1 散度矩陣24-25
• 3.1.2 構(gòu)建新矩陣25
• 3.1.3 懲罰性矩陣分解25-26
• 3.2 CIPMD在特征基因識別中的應(yīng)用26-27
• 3.3 實驗結(jié)果與討論27-38
• 3.3.1 仿真實驗結(jié)果與分析27-30
• 3.3.2 基因表達(dá)數(shù)據(jù)實驗結(jié)果與分析30-38
• 3.4 小結(jié)38-40
• 第4章 基于P范數(shù)的魯棒特征提取算法40-59
• 4.1 基于P范數(shù)的魯棒特征提取算法40-45
• 4.1.1 P范數(shù)概念40
• 4.1.2 基于P范數(shù)的魯棒特征提取算法40-41
• 4.1.3 算法的求解41-44
• 4.1.4 算法中p值的選擇44-45
• 4.2 PRFE在特征基因識別中的應(yīng)用45-46
• 4.3 實驗結(jié)果與討論46-57
• 4.3.1 仿真實驗結(jié)果與分析46-49
• 4.3.2 基因表達(dá)數(shù)據(jù)實驗結(jié)果與分析49-57
• 4.4 小結(jié)57-59
• 第5章 結(jié)論與展望59-62
• 5.1 研究結(jié)論59
• 5.2 研究創(chuàng)新點及展望59-62
• 5.2.1 研究的創(chuàng)新點59
• 5.2.2 研究的不足59-60
• 5.2.3 研究的展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-68
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果68-70
• 致謝70

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