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一种新的基于自组织映射的流形学习算法
  • ISSN号:1673-0291
  • 期刊名称:《北京交通大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TP181[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
  • 作者机构:[1]河南财经学院计算机与信息工程学院,郑州450002
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(60774041);河南省基础与前沿技术研究项目(082300410110);河南省科技攻关项目(072102210001)
中文摘要:

针对自组织映射(Self-Organizing Map,SOM)算法在进行流形学习时容易陷入局部极值和产生“拓扑缺陷”问题的原因,提出了一种新的基于SOM的流形学习算法:TO-SOM(Training Orderly-SOM).根据流形的局部欧氏性,TO-SOM算法从一个局部线性或近似线性的数据子集出发,按照数据的内在流形结构对其进行有序训练,可以避免局部极值、克服“拓扑缺陷”.根据SOM算法的鲁棒性,TO-SOM算法在成功学习数据内在流形结构的同时,对邻域大小参数和噪声也不像ISOMAP和LLE等现有流形学习算法那样敏感,从而更容易得到实际应用.

英文摘要:

SOM (Self-Organizing Map) can be applied to manifold learning due to its topology preservation property; however, the iterative optimization used by SOM tends to get stuck in local minima and yield the topological defect problem, especially for data sets lying on low-dimensional nonlinear manifolds embedded in a high-dimensional space. To overcome this problem, a new manifold learning algorithm based on SOM, i.e. TO-SOM (Training Orderly-SOM), was presented in this paper. Based on the locally Euclidean nature of the manifold, TO-SOM trains the data set orderly according to its intrinsic manifold structure, starting from a small neighborhood in which the data points lie on or close to a locally linear patch, and selects the BMU (Best-Matching Unit) in the same way, by which TO- SOM can guide the map onto the manifold surface and overcome the topological defect problem. Additionally, based on the robustness of SOM, TO-SOM can learn the intrinsic manifold structure of the data set more robustly than the traditional manifold learning algorithms such as ISOMAP and LLE, that is, TO-SOM can be less sensitive to the neighborhood size and the noise, which is verified by experimental results finally.

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期刊信息
  • 《北京交通大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:北京交通大学
  • 主编:孙守光
  • 地址:北京市西直门外上园村3号北方交通大学8楼8101室
  • 邮编:100044
  • 邮箱:bfxb@bjtu.edu.cn
  • 电话:010-51688053
  • 国际标准刊号:ISSN:1673-0291
  • 国内统一刊号:ISSN:11-5258/U
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 1995年铁道部科技期刊一等奖、1999年教育部组织的...
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:5152