半監(jiān)督流形學(xué)習(xí)算法在視頻分析中的應(yīng)用.pdf

1、視頻分析是計(jì)算機(jī)視覺與模式識(shí)別中的研究熱點(diǎn)之一。然而視頻數(shù)據(jù)往往具有較高的維數(shù)。高維數(shù)據(jù)不但難以被人們直觀理解，處理時(shí)還會(huì)導(dǎo)致過高的計(jì)算復(fù)雜度。所以，研究視頻數(shù)據(jù)的低維表達(dá)就成為一項(xiàng)必要的工作。
　　 經(jīng)典的線性降維方法，譬如PCA等，能夠有效地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，然而視頻數(shù)據(jù)具有高度的非線性特征，所以經(jīng)典的線性降維方法不適用。為此，我們需要尋求有效的非線性降維方法來處理。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，非線性的流形學(xué)習(xí)技術(shù)能很好地保持?jǐn)?shù)據(jù)的非線性性

2、質(zhì)。
　　 Isomap算法是主流流形學(xué)習(xí)算法之一，建立在多維尺度變換(MDS)的基礎(chǔ)上，力求保持?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)的內(nèi)在幾何性質(zhì)，即保持兩點(diǎn)間的測(cè)地線距離，真實(shí)地再現(xiàn)高維數(shù)據(jù)的內(nèi)在非線性幾何結(jié)構(gòu)。當(dāng)原始數(shù)據(jù)并不位于同一個(gè)流形上，或者流形上存在縫隙或空洞時(shí)，Isomap可能會(huì)將不同的流形作為局部鄰域圖中的連接分量，計(jì)算流形上樣本點(diǎn)間的最短路徑時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的偏差，從而導(dǎo)致嵌入結(jié)果產(chǎn)生較為明顯的變形。
　　 本文研究了半監(jiān)督的流形學(xué)習(xí)算

3、法在視頻分析中解決多流形問題上的應(yīng)用。首先學(xué)習(xí)和分析了一種可解決多流形問題的節(jié)點(diǎn)加權(quán)MDS算法，借鑒該算法的主要思想，引入半監(jiān)督學(xué)習(xí)的方法，即已知一部分?jǐn)?shù)據(jù)的子流形歸屬標(biāo)簽，提出了基于結(jié)點(diǎn)加權(quán)的半監(jiān)督Isomap算法。該算法對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類處理，使所舉得的每一個(gè)類中的數(shù)據(jù)點(diǎn)都來自于一個(gè)單獨(dú)的，簡(jiǎn)單的低維流形，并且將半監(jiān)督的思想引入其中，對(duì)權(quán)值矩陣W進(jìn)行一部分標(biāo)記，然后將優(yōu)化的權(quán)值矩陣帶入算法，得到了更佳的降維結(jié)果。將該算法應(yīng)用于視頻分