流形學(xué)習(xí)算法研究與應(yīng)用.pdf

1、流形是微分幾何中的一個(gè)重要概念，近年來在工程應(yīng)用領(lǐng)域，機(jī)器學(xué)習(xí)的一個(gè)研究熱點(diǎn)方向就是基于局部線性和全局非線性假設(shè)的流形學(xué)習(xí)方法。流形學(xué)習(xí)可以有效地探測(cè)高維數(shù)據(jù)空間中內(nèi)蘊(yùn)的非線性結(jié)構(gòu)，將其在低維空間中進(jìn)行重構(gòu)，并在重構(gòu)時(shí)保留這些非線性結(jié)構(gòu)特征，所以流形學(xué)習(xí)是一種有效的降維算法和數(shù)據(jù)可視化算法。
　　由于流形學(xué)習(xí)算法優(yōu)秀的非線性降維特性，所以已經(jīng)被應(yīng)用至多個(gè)工程實(shí)踐，在高光譜遙感數(shù)據(jù)降維中也得到廣泛研究。但流形學(xué)習(xí)作為高光譜遙感影像的

2、非線性特征提取方法時(shí)，面對(duì)后續(xù)的分類任務(wù)時(shí)，暴露出了幾個(gè)問題:本征維數(shù)估計(jì)、噪聲干擾、鄰近點(diǎn)選擇、樣本外點(diǎn)的學(xué)習(xí)問題等。當(dāng)前針對(duì)高光譜數(shù)據(jù)流形降維的算法研究基本都是針對(duì)以上問題的，所以在流形學(xué)習(xí)算法的應(yīng)用研究方面需要針對(duì)以上幾點(diǎn)進(jìn)行算法改進(jìn)和創(chuàng)新。本文針對(duì)流形學(xué)習(xí)算法在高光譜遙感數(shù)據(jù)處理和空中手寫識(shí)別應(yīng)用兩方面提出了三個(gè)研究創(chuàng)新:
　　（一）實(shí)際應(yīng)用中的高光譜遙感圖像都是大尺度圖像，針對(duì)大尺度高光譜流形降維算法的研究比較少，為了填

3、補(bǔ)這個(gè)空白，本文提出了一種改進(jìn)的大尺度高光譜流形降維算法(Ⅱ)SOMAP-LLE（增量等距映射與局部線性嵌入結(jié)合算法）。
　　（二）在(Ⅱ)SOMAP-LLE中也存在臨近點(diǎn)選擇問題，而臨近點(diǎn)選擇可以使用局部動(dòng)態(tài)和全局統(tǒng)一的臨域值K兩種，由于高光譜遙感數(shù)據(jù)量較大，為了提高計(jì)算速度本文選擇針對(duì)全局統(tǒng)一K鄰域進(jìn)行研究，提出了一種基于(Ⅰ)SODATA（迭代自組織數(shù)據(jù)分析算法）和遺傳算法的大尺度高光譜流形降維算法。
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