基于图感知学习的多流形分析方法及实证研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61273303
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0603.机器学习
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Recently, multi-manifold learning methods are being paid increasing attention to,whose key problem lies in how to fully explore multi-manifold local structure by graph construction. Currently, both KNN graph and L1 graph fail to solve the problem efficiently. Aiming to overcome this problem, a sensing graph with two kinds of neighborhood, i.e.local neighborhood and manifold local neighborhood, is constructed in the proposed project.The local neighborhood is determined by KNN criterion firstly, then a L1/L1 model is presented to simultaneously minimize both L1 norm of local neighborhood tangent space linear representation errors and L1 norm of linear representation weights, by which the neighbor points on the same manifold can be adaptively selected from the local neighborhood and consist of manifold local neighborhood, thus the multi-manifold local structure can be well approached. Later, according to two kinds of neighborhood in the sensing graph, an intra-manifold subgraph and an inter-manifold subgraph are defined to conduct multi-spectrum clustering. Moreover, distances between manifold local nighborhood can be advanced by taking sample labels into account and a multi-manifold discrminant learning method with the proposed distances is put forword. On the basis of above mentioned algorithms, a sesing graph feature extraction framework is studied by intergating characteristics of both multi-manifold learning and supervised learning.In addition, it is constructed a nearest feature space distance classifier model based on multi-manifold local structure affine invariance. At last, face data, palmprint data, tumor gene expressive data and strip steel surface defects images data can all be taken to validate the presented methods. The proposed project will make progresses in multi-manifold learning methods and push forward their wide applications in personal identification, tumor diagnosis and inspection in metallurgical industry.
近年来多流形学习方法受到越来越多的关注,其关键和难点在于如何通过图构建充分地学习多流形局部结构。K近邻图和L1图都不能有效地解决该问题。本项目以此为切入点,构建两层邻域感知图。首先通过K近邻确定局部邻域,再设计局部邻域切空间线性表示误差L1范数最小和线性表示系数L1范数最小的L1/L1模型,从局部邻域中自适应地选取与样本点分布于同一流形的近邻点,组成流形局部邻域,有效学习多流形局部结构。然后根据感知图两层邻域,定义流形间子图和流形内子图,进行多谱聚类。利用类别信息,定义流形局部邻域距离,提出多流形判别学习方法。在此基础上,集成多流形学习和监督学习,研究感知图特征提取框架。建立基于多流形局部结构仿射不变的最小特征空间距离分类器。最后采用人脸、掌纹、肿瘤基因表达和带钢表面缺陷图像等数据进行实证研究。本项目的展开将推动多流形学习方法的发展,促进在身份识别、肿瘤诊断和冶金工业检测等领域的广泛应用。

结项摘要

本项目根据同一类别数据分布在同一流形、不同类别数据分布在不同流形上的科学假设,为了克服传统K近邻方法和L1图方法不能从某一个流形局部选择近邻点的缺陷,提出两层感知图模型,其中任一样本点,存在两层邻域:一层邻域表示同一流形近邻点,另一层邻域表示不同流形近邻点,实现多流形数据的局部结构的充分学习,并且在感知图的基础上,建立一种基于感知图的多流形聚类方法,即局部线性表示的流形边距方法。另外,利用样本数据的类别标签信息,提出多种基于多流形判别学习的特征提取或维数约减方法,包括非参判别多流形学习方法、最大非参边距投影方法、约束判别近邻嵌入方法和局部特征空间距离度量学习方法,构建集成流形学习和监督学习的广义Fisher框架方法。最后,提出基于多流形仿射结构不变的点到特征空间距离分类器模型。同时,将这些多流形学习方法和分类器应用于人脸数据、肿瘤基因表达数据、带钢表面缺陷图像数据、超谱图像数据、视频数据等,以实证方法的效果。本项目的开展,一方面提出了几种多流形学习方法,丰富了流形学习方法,促进了机器学习方法的发展;另一方面也推动了流形学习方法在新领域的应用,拓展了应用领域范围,提高了应用效果。

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(6)
专利数量(0)
基于监督相关分析的LLE Score方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计算机工程与设计
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张华锋;李波;胡洋
  • 通讯作者:
    胡洋
Robust passive autofocus system for mobile phone camera applications
适用于手机摄像头应用的稳健被动自动对焦系统
  • DOI:
    10.1016/j.compeleceng.2013.11.019
  • 发表时间:
    2014-05-01
  • 期刊:
    COMPUTERS & ELECTRICAL ENGINEERING
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Xu, Xin;Zhang, Xiaolong;Fu, Xiaowei
  • 通讯作者:
    Fu, Xiaowei
基于多策略协同作用的粒子群优化算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计算机应用
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李俊;汪冲;李波
  • 通讯作者:
    李波
Exploring techniques for vision based human activity recognition: methods, systems, and evaluation.
探索基于视觉的人类活动识别技术:方法、系统和评估
  • DOI:
    10.3390/s130201635
  • 发表时间:
    2013-01-25
  • 期刊:
    Sensors (Basel, Switzerland)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xu X;Tang J;Zhang X;Liu X;Zhang H;Qiu Y
  • 通讯作者:
    Qiu Y
基于稀疏投影的Fisher准则方法
  • DOI:
    10.16208/j.issn1000-7024.2016.12.028
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    计算机工程与设计
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    雷蕾;李波
  • 通讯作者:
    李波

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其他文献

砷污染湖滨湿地底泥微生物群落结构及多样性
  • DOI:
    10.19674/j.cnki.issn1000-6923.2019.0461
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵立君;刘云根;王妍;赵蓉;李波;郑毅
  • 通讯作者:
    郑毅
湍流驱动的太阳风模型中的流管曲率效应
  • DOI:
    10.1360/sspma2017-00367
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国科学:物理学 力学 天文学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李波
  • 通讯作者:
    李波
球形棕囊藻赤潮消亡过程环境因子变化及其消亡原因
  • DOI:
    10.13292/j.1000-4890.20150311.050
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    生态学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李波;蓝文陆;李天深;黎明民
  • 通讯作者:
    黎明民
温度、电场及梯度系数对BaTiO3双手性畴壁的影响 Effects of Temperature, Electric Field and Gradient Coefficient on the Bichiral Domain Walls of BaTiO3
温度、电场和梯度系数对 BaTiO3 双手性畴壁的影响
  • DOI:
    10.12677/ms.2017.73039
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Material Sciences
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王芳;刘兰英;李波;刘龙飞;欧云;王伟
  • 通讯作者:
    王伟
3D打印组织工程支架成形过程建模与数值模拟
  • DOI:
    10.16182/j.issn1004731x.joss.201803030
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    系统仿真学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈从平;黄杰光;胡琼;冉艳华;李波
  • 通讯作者:
    李波

其他文献

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AI项目思路

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李波的其他基金

基于领域适应流形度量学习的无约束人脸识别方法研究
  • 批准号:
    61572381
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    64.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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