模式识别与人工智能
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模式识别与人工智能
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2010年 23卷 6期 刊出日期 2010-12-31

论文与报告
研究与应用
 
论文与报告
745 基于偏袒性半监督集成的SVM主动反馈方案
邬俊,段晶,鲁明羽
现有的SVM主动反馈算法普遍受到小样本问题和不对称分布问题的制约。针对这些问题,文中提出一种基于偏袒性半监督集成的SVM主动反馈技术。该算法在集成学习框架中使用未标记数据以增加个体分类器之间的差异性,从而获得高效的集成分类模型。同时,高效的集成分类模型更有利于寻找富有信息样本,进而也提高主动反馈的效率。此外,文中还设计一种偏袒加权策略,使得集成分类模型对正样本给予更大的关注程度,以应对正负样本间的不对称分布问题。实验结果表明,偏袒性半监督集成可有效改进SVM主动反馈的性能,且文中算法的检索精度明显优于其它同类相关反馈算法。
2010 Vol. 23 (6): 745-751 [摘要] ( 1042 ) [HTML 1KB] [PDF 499KB] ( 629 )
752 自然图像中目标轮廓上显著边缘检测的计算模型
薄一航,罗四维,邹琪
如何模拟人类视觉感知系统的感知过程,建立一个鲁棒性较好、无监督的自然图像中目标轮廓上显著边缘检测的计算模型是文中要讨论的问题。首先确定自然图像中目标所在的子区域。然后通过分析纹理以及颜色等低级视觉特征得到一组潜在的轮廓边缘,对这些潜在的轮廓边缘进行闭合性分析,建立各条潜在边缘之间闭合关系的图模型。最后通过最短路径找出最优的轮廓上的显著边缘。将该模型用于多幅自然图像,实验效果较好。该模型在生物学上的合理性也得到验证。
2010 Vol. 23 (6): 752-758 [摘要] ( 684 ) [HTML 1KB] [PDF 463KB] ( 554 )
759 基于运动估计的视频隐写检测算法
孙怡峰,刘粉林
提出一种基于运动估计的的视频隐写检测算法。通过块均方误差的变化研究信息嵌入对运动估计的影响,发现运动矢量对隐写具有敏感性,且分块越小,对隐写越敏感。反映视频时变特性的运动矢量场被作为隐写检测中视频数据的表征,特征提取过程中,先取定分块大小,使用最小均方误差块匹配运动估计算法,得到运动矢量场。再提取运动矢量场3个方向相邻元素的共生矩阵,使用共生矩阵的主对角线及其相邻元素作为特征。使用支持向量机分类器实施检测,实验结果表明文中算法与Budhia的算法相比,具有更好的检测性能。
2010 Vol. 23 (6): 759-771 [摘要] ( 676 ) [HTML 1KB] [PDF 473KB] ( 670 )
772 基于聚类融合的不平衡数据分类方法
陈思,郭躬德,陈黎飞
不平衡数据分类问题目前已成为数据挖掘和机器学习的研究热点。文中提出一类基于聚类融合的不平衡数据分类方法,旨在解决传统分类方法对少数类的识别率较低的问题。该方法通过引入“聚类一致性系数”找出处于少数类边界区域和处于多数类中心区域的样本,并分别使用改进的SMOTE过抽样方法和改进的随机欠抽样方法对训练集的少数类和多数类进行不同的处理,以改善不同类数据的平衡度,为分类算法提供更好的训练平台。通过实验对比8种方法在一些公共数据集上的分类性能,结果表明该方法对少数类和多数类均具有较高的识别率。
2010 Vol. 23 (6): 772-775 [摘要] ( 736 ) [HTML 1KB] [PDF 656KB] ( 999 )
776 基于隐私保护的决策树模型
方炜炜,杨炳儒,杨君,周长胜

在分布式环境下,实现隐私保护的数据挖掘,已成为该领域的研究热点。文中着重研究在垂直分布数据中,实现隐私保护的决策树分类模型。该模型创建新型的隐私保护决策树,即由在茫然半诚实方存储的全局决策表和各站点存储的局部决策树组成,并结合索引数组和秘密数据比较协议,实现在不泄漏原始信息的前提下决策树的生成和分类。经过理论分析和实验验证,证明该模型具有较好的安全性、准确性和适用性。

2010 Vol. 23 (6): 776-780 [摘要] ( 804 ) [HTML 1KB] [PDF 403KB] ( 681 )
781 交互式进化计算中保持用户理性的最大进化代数
郝国生,黄永青,闫志刚,卫开夏,高艳,贾晶晶
交互式进化计算中用户保持理性是算法全局收敛的重要条件,为确保用户保持理性,必须设计合理的最大进化代数。文中首先提出3类最大进化代数,其次,结合6种常见的适应度赋值方法分别研究最大进化代数的定量计算方法。理论分析和实验都表明,采用最值赋值和分等级赋值方法不仅切实可行,而且可以让用户在较大的代数内保持理性状态。文中研究为选择合适的适应度赋值方法提供参考依据。
2010 Vol. 23 (6): 781-785 [摘要] ( 526 ) [HTML 1KB] [PDF 348KB] ( 530 )
786 基于立体匹配的低纹理图像重构算法
邵静,达飞鹏,何栿
针对立体匹配中低纹理区域容易产生误匹配及传统动态规划固有的条纹问题,提出一种改进的基于双目立体视觉的低纹理图像三维重构算法。该算法首先基于像素间相似度和像素自身特异性计算匹配代价并引入一种自适应多边形支撑区域聚集匹配度。然后采用一种全局意义的简单树形动态规划进行逐点匹配。最后基于左右一致性准则运用一种简单有效的视差校正方法消除误匹配得到最终视差图。实验证明将算法运用于实拍低纹理灰度图像的匹配,得到轮廓光滑清晰的三维点云,说明该方法的适用性。
2010 Vol. 23 (6): 786-793 [摘要] ( 669 ) [HTML 1KB] [PDF 546KB] ( 789 )
794 带平衡约束矩形布局优化问题的遗传算法
徐义春,董方敏,刘勇,肖人彬
研究二维矩形布局优化问题,将多个不同重量和尺寸的矩形目标填充到一个圆形容器中,要求给出最小的容器半径,并且系统保持平衡。目前的文献多采用局部搜索方法,但布局质量有待提高。文中设计一种构造式方法——定位法。其基本思想是将一个矩形围绕另外一个已经确定位置的矩形作为参照进行部署。由于围绕着参照矩形部署时只考虑有限个可布局位置,故定位法具有多项式时间复杂性。定位法可能得到较好的布局,但其质量受到布局顺序的影响较大,因此文中提出一种基于遗传算法的布局顺序寻优算法,其中遗传算法的交叉算子和变异算子经过特别的设计,使得遗传的下一代能继续作为布局顺序。在具有大规模测试用例的测试集上的计算结果表明,该布局方法比局部搜索方法有更优良的计算性能。
2010 Vol. 23 (6): 794-801 [摘要] ( 570 ) [HTML 1KB] [PDF 497KB] ( 950 )
802 基于ACV约束的序列模式挖掘算法
叶红云,倪志伟,倪丽萍
针对变值数据环境下的序列模式挖掘问题进行研究,提出一种针对变值数据的约束(ACV约束),用于表达用户在变值数据环境下对序列模式聚集特征的要求。在此基础上,提出一种基于ACV约束的序列模式挖掘算法,利用ACV约束的性质有效削减搜索空间。在用IBM数据生成器产生的序列数据以及真实数据上的实验结果表明,该算法能够有效利用ACV约束对无用的候选序列模式进行剪枝,减少冗余的搜索空间并提高挖掘效率。
2010 Vol. 23 (6): 802-808 [摘要] ( 476 ) [HTML 1KB] [PDF 476KB] ( 673 )
809 基于几何特征及C4.5的人脸美丽分类方法
毛慧芸,金连文,杜明辉
从机器学习的角度来探索人脸美,提出与中国女性美丽程度相关的17维特征提取方法,然后运用C4。5分类树对不同美丽评分的人脸图像进行训练和测试。对510幅中国女性人脸图像的实验结果表明,文中提出的人脸美丽评价方法简单可行。对于美丽与否的两类别,平均分类精度达到94。1%。而对于4种美丽等级的分类,可达到71。6%的精度。研究表明通过合适的特征及C4。5机器学习来进行人脸美丽的智能感知是可行的。
2010 Vol. 23 (6): 809-814 [摘要] ( 717 ) [HTML 1KB] [PDF 435KB] ( 1493 )
研究与应用
815 基于局部切空间偏离度的自适应邻域选取算法
闫德勤,刘胜蓝
基于对局部切空间的几何性质的理论研究结果,提出一种基于局部切空间偏离度的自适应邻域选取算法。该算法基于局部切空间的正交投影计算局部中心化样本点与其切空间的夹角,更好地刻画出局部切空间的性质,能够区分不属于该邻域的样本点,同时具有较好的抗噪音能力。该算法是对该领域研究中的局部切空间排列算法的一个有效改进,具有局部高曲率的流形学习功能。实验证实该算法的有效性。
2010 Vol. 23 (6): 815-821 [摘要] ( 480 ) [HTML 1KB] [PDF 408KB] ( 674 )
822 基于最小生成误差的HMM模型聚类自动优化
卢恒,凌震华,雷鸣,戴礼荣,王仁华
为改善决策树聚类的效果,避免可能出现的聚类模型过训练或欠训练的情况,提出一种基于最小生成误差以及通过交叉验证优化最小描述距离(MDL)因子选取的方法。文中通过计算交叉验证中的生成误差选择MDL因子,从而优化决策树大小。实验结果表明,此方法相对传统的固定MDL门限设定方法,更有效提升合成语音的音质和自然度。
2010 Vol. 23 (6): 822-828 [摘要] ( 396 ) [HTML 1KB] [PDF 478KB] ( 758 )
829 基于核的双子空间方法及其快速求解算法
周晓彦,郑文明,邹采荣,赵力
针对现有的双子空间方法中存在的问题,提出一种基于核的双子空间判别分析(KDS-DA)方法。此外,还提出一种基于镶边矩阵求逆运算的快速KDS-DA特征求解算法。该算法运用高阶镶边矩阵的求逆运算可转化为低阶镶边矩阵的求逆运算这一性质,使得当顺序求解样本类内散射矩阵主空间中第r+1个KDS-DA判别矢量时,可充分利用求解第r个判别矢量时所得到的计算结果来减少算法复杂度。通过在ORL和AR人脸库上的实验证实文中方法的有效性。
2010 Vol. 23 (6): 829-835 [摘要] ( 472 ) [HTML 1KB] [PDF 415KB] ( 578 )
836 一种鲁棒的监督流形学习算法及其在植物叶片分类中的应用
张善文,黄德双
结合数据点的类别信息、局部信息和数据点的可信度,给出一种测地距离定义。在此基础上,提出一种改进的鲁棒性监督等度规映射算法,并应用于植物叶片分类中。首先利用改进的等度规映射将叶片图像投影到低维流形空间。然后采用支持向量机分类器进行植物叶片图像分类与识别。最后利用20种实际植物叶片图像进行植物叶片图像分类实验。实验结果表明该方法是有效可行的。
2010 Vol. 23 (6): 836-841 [摘要] ( 727 ) [HTML 1KB] [PDF 381KB] ( 679 )
842 基于自适应近邻参数的局部线性嵌入
惠康华,肖柏华,王春恒
局部线性嵌入算法是一种有效的非线性降维方法。文中提出一种自适应的局部线性嵌入方法。该方法通过分析数据集中任意样本所在局部区域的线性重构误差,确定该局部区域的近似线性块,然后根据位于此局部线性块上的样本来选择局部线性嵌入的近邻参数。实验结果表明,在不同的数据集上,采用多个评价标准,自适应的局部线性嵌入方法相比普通的局部线性嵌入方法,取得更好的结果。
2010 Vol. 23 (6): 842-856 [摘要] ( 566 ) [HTML 1KB] [PDF 334KB] ( 559 )
847 基于概率模型的Web信息抽取
王静,刘志镜
针对Web网页的二维结构和内容的特点,提出一种树型结构分层条件随机场(TH-CRFs)来进行Web对象的抽取。首先,从网页结构和内容两个方面使用改进多特征向量空间模型来表示网页的特征;第二,引入布尔模型和多规则属性来更好地表示Web对象结构与语义的特征;第三,利用TH-CRFs来进行Web对象的信息提取,从而找出相关的招聘信息并优化模型训练的效率。通过实验并与现有的Web信息抽取模型对比,结果表明,基于TH-CRFs的Web信息抽取的准确率已有效改善,同时抽取的时间复杂度也得到降低。
2010 Vol. 23 (6): 847-855 [摘要] ( 502 ) [HTML 1KB] [PDF 575KB] ( 659 )
856 基于K-L散度模型聚类的快速说话人辨识方法
王欢良,韩纪庆,郑贵滨
在网络应用环境下,需要处理的音频数据和注册说话人急剧增加,传统说话人辨识方法难以满足实时性要求。文中提出采用K-L散度的说话人模型聚类方法,从而构造一个分级辨识模型,提高辨识效率。研究利用类辨识信息估计置信度的方法,可尽早有效排除集外说话人。实验结果显示,文中方法可使辨识速度平均提高3。2倍,而闭集辨识错误率平均只有0。9%的增加。采用类辨识置信度进一步提高开集辨识速度,并且在保持集内错误率不变的情况下,使集外错误率相对下降5。1%。
2010 Vol. 23 (6): 856-861 [摘要] ( 604 ) [HTML 1KB] [PDF 410KB] ( 676 )
862 带Spearman相关性的多标签GRF算法
冯元佶,李枚毅,王伟
通过采用Spearman相关系数矩阵取代临时分类标记来构造标签相关性模块,提出一种改进的带Spearman相关性的多标签高斯随机域(MLQ-GRF)算法,以减少临时分类标记的不确定性。实验对比所得结果表明,文中构造的改进的MLQ-GRF算法对于扰动和带误差的临时分类标记有更好的稳定性,能提高分类的精确度。
2010 Vol. 23 (6): 862-866 [摘要] ( 585 ) [HTML 1KB] [PDF 356KB] ( 1787 )
867 最大模糊熵阈值法的快速算法
雷博,兰蓉,范九伦

针对最大模糊熵图像阈值分割算法计算量太大的问题,文中在分析S型隶属函数特点和模糊熵性质的基础上,提出一种最大模糊熵阈值法的快速算法。该算法将最大模糊熵阈值分割算法的时间复杂度由O(L4)降到O(L3),同时避免优化算法易于陷入局部极值的缺陷。该快速算法可在提高算法速度的同时保证最大模糊熵阈值法的分割性能。

2010 Vol. 23 (6): 867-873 [摘要] ( 613 ) [HTML 1KB] [PDF 405KB] ( 1027 )
874 变结构径向基函数网络及其在混沌序列在线预测中的应用
尹建川,胡江强,何庆华

为了利用径向基函数(RBF)神经网络对混沌序列进行精确和快速的在线预测,提出一种在线构造变结构RBF神经网络的序贯学习算法。该算法建立实时更新的滑动数据窗口,通过学习窗口内的数据对隐节点进行增加和删除,动态确定RBF神经网络隐节点的数目及中心位置,并对隐层至输出层的连接权值进行在线调整。该算法具有调节参数少、学习速度快以及所得网络结构精简等特点。将该网络用于Mackey-Glass混沌时间序列的在线预测实验,结果验证该算法对该混沌序列具有良好的在线动态辨识和预测性能。

2010 Vol. 23 (6): 874-879 [摘要] ( 452 ) [HTML 1KB] [PDF 379KB] ( 557 )
880 基于最小最大概率分割准则的图像阈值分割方法
王骏,王士同,邓赵红,祁云嵩

最小最大概率机是基于错分概率最小化的新型分类器。文中讨论一维空间两类别最小最大概率问题的求解。以此为基础,给出图像阈值分割最小最大概率分割点的定义,提出设计阈值分割准则函数的方法,同时提出基于最小最大概率准则的阈值分割算法,此算法保证图像阈值分割正确率的下界。实验表明,文中方法是有效的。

2010 Vol. 23 (6): 880-884 [摘要] ( 567 ) [HTML 1KB] [PDF 275KB] ( 638 )
885 基于无偏置项LSSVM的稳健在线过程建模方法
周欣然,滕召胜,蒋星军

针对直接利用最小二乘支持向量机(LSSVM)对动态过程在线建模时预测精度易受过程输出测量值上的粗大误差和噪声影响的问题,在分析样本序列结构特征和噪声作用特征基础上,提出一种基于无偏置项LSSVM的稳健在线过程建模方法。该方法在每一预测周期中根据预测误差与设定阈值之间的关系来识别和恢复异常测量值、识别和修正含噪声测量值,从而降低样本中的噪声,使得出的LSSVM较好地跟踪过程的动态特性。这种在线过程建模方法具有稳健性,能减少输出值上粗大误差和高斯白噪声对LSSVM预测精度的影响,提高预测精度。数字仿真显示该方法的有效性和优越性。

2010 Vol. 23 (6): 885-890 [摘要] ( 562 ) [HTML 1KB] [PDF 523KB] ( 599 )
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   中国科学院合肥智能机械研究所
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