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联合样本输出与特征空间的半监督概念漂移检测法及其应用

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自动化学报 2022年第5期48卷 1259-1272页

作者：孙子健汤健乔俊飞北京工业大学信息学部北京100124 计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124

城市固废焚烧(Municipal solid waste incineration,MSWI)过程受垃圾成分波动、设备磨损与维修、季节交替变化等因素的影响而存在概念漂移现象,这导致用于污染物排放浓度的建模数据具有时变性.为此,需要识别能够表征概念漂移的新样本对... 详细信息

城市固废焚烧(Municipal solid waste incineration,MSWI)过程受垃圾成分波动、设备磨损与维修、季节交替变化等因素的影响而存在概念漂移现象,这导致用于污染物排放浓度的建模数据具有时变性.为此,需要识别能够表征概念漂移的新样本对污染物测量模型进行更新,但现有漂移检测方法难以有效应用于建模样本真值获取困难的工业过程.针对上述问题,提出一种联合样本输出与特征空间的半监督概念漂移检测方法.首先,采用基于主成分分析(Principal component analysis,PCA)的无监督机制识别特征空间内的概念漂移样本;然后,在样本输出空间采用基于时间差分(Temporaldifference,TD)学习的半监督机制对上述概念漂移样本进行伪真值标注后,再用Page-Hinkley检测法确认能够表征概念漂移的样本;最后,采用上述步骤获得的新样本结合历史样本对模型进行更新.基于合成和真实工业过程数据集的仿真结果表明所提方法具有优于已有方法的性能,能够在加强模型漂移适应性的同时有效缩减样本标注成本.

关键词：城市固废焚烧概念漂移检测半监督机制特征空间样本空间

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基于特征空间值筛选的点云关键点提取

地理空间信息 2024年第1期22卷 16-19页

作者：陈强上海市测绘院上海200063 自然资源部超大城市自然资源时空大数据分析应用重点实验室上海200063

针对传统的三维激光扫描点云关键点提取算法存在的计算效率低下、对噪声敏感以及算法不稳定等问题,提出了一种基于特征空间值筛选的关键点提取算法。首先建立用于特征提取的网络架构模型,以点云集内所有点与其邻域点的法向量夹角集合为... 详细信息

针对传统的三维激光扫描点云关键点提取算法存在的计算效率低下、对噪声敏感以及算法不稳定等问题,提出了一种基于特征空间值筛选的关键点提取算法。首先建立用于特征提取的网络架构模型,以点云集内所有点与其邻域点的法向量夹角集合为输入,以一维特征空间向量为输出,按特征空间向量大小排序,选取其中最大n个值对应的点作为关键点。实验结果表明,该算法的关键点具有较高的可重复性和运行效率,且对于噪声的鲁棒性更好;在小场景、大场景数据中平均重复率分别约提高了23.0%和9.3%;关键点主要分布于特征变化明显区域,可较好地表达点云特征。

关键词：三维激光扫描关键点检测法向量夹角特征空间重复性

基于ENDVI-SI3特征空间的盐渍化反演模型及风险评估

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自然资源遥感 2022年第4期34卷 136-143页

作者：张思源岳楚袁国礼袁帅庞文强李俊中国地质调查局呼和浩特自然资源综合调查中心呼和浩特010010 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 巴彦淖尔市现代农牧事业发展中心巴彦淖尔015000

土壤盐渍化是干旱和半干旱地区面临的最严重环境风险,利用特征参量建立特征空间的遥感方法为土壤盐渍化的及时监测与反演提供了更有效、更经济的工具和技术。目前反演盐渍化的特征参量多选用归一化植被指数(normalized difference veget... 详细信息

土壤盐渍化是干旱和半干旱地区面临的最严重环境风险,利用特征参量建立特征空间的遥感方法为土壤盐渍化的及时监测与反演提供了更有效、更经济的工具和技术。目前反演盐渍化的特征参量多选用归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)和盐分指数(salinity index,SI),缺乏精细化分析与地区适用性。以内蒙古乌拉特前旗为研究区,基于Landsat8 OLI数据,选用引入短波红外波段的增强型归一化植被指数(enhanced normalized difference vegetation index,ENDVI)和半干旱区反演效果最优的盐分指数3(salinity index 3,SI3)构建ENDVI-SI3特征空间,建立改进型盐渍化监测指数(improved salinization monitoring index,ISMI)模型。结果表明,ISMI与土壤含盐量相关系数达0.82,反演精度优于NDVI,EDNVI和SI3(-0.66,-0.70和0.75),在ISMI基础上实现了内蒙古乌拉特前旗土壤盐渍化的定量反演分析与风险评估,为半干旱区盐渍化反演特征空间中特征参量的选取提供了优化思路。

关键词：盐渍化遥感模型增强型归一化植被指数(ENDVI) 盐分指数3(SI3) 特征空间风险评估

基于统计特征空间提取和支持向量机的极暗弱小天体检测方法

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空间科学学报 2023年第1期43卷 119-128页

作者：王存远郑伟李明涛中国科学院国家空间科学中心北京100190 中国科学院大学北京100049

小天体检测是小天体防御和预警的前提。针对小天体目标信噪比低、检测难的问题,提出了基于统计特征空间提取和支持向量机(SVM)的极暗弱小天体检测方法。区别于传统方法基于时间或空间上目标的能量和背景噪声能量的瞬时能量差别或是瞬时... 详细信息

小天体检测是小天体防御和预警的前提。针对小天体目标信噪比低、检测难的问题,提出了基于统计特征空间提取和支持向量机(SVM)的极暗弱小天体检测方法。区别于传统方法基于时间或空间上目标的能量和背景噪声能量的瞬时能量差别或是瞬时能量差别的累积,对目标进行检测。该方法不依赖目标能量大小,提取运动目标穿过背景时对稳定性产生的扰动来反演运动目标。将输入的图像序列转化为单像元时序信号,划分时序窗口提取统计特征,关联形成统计特征空间,利用更高维度的变化特性检测目标变化。通过SVM将暗弱小天体检测问题转化为目标与背景的二分类问题,避开了较难解决的阈值分割问题同时具有更好的泛化性能。利用真实数据与其他经典方法进行对比分析,使得分类准确率提高4.02%。该方法能够适应更低的信噪比,在极低信噪比下仍表现出稳定的检测性能。

关键词：运动目标检测低信噪比小天体特征空间支持向量机

基于岩性指数和三维特征空间的岩性分类方法研究

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地质学报 2023年

作者：张群佳王乐刘磊王亚磊自然资源部黄河上游战略性矿产资源重点实验室中国地质调查局西安地质调查中心长安大学地球科学与资源学院

遥感岩性分类特别是镁铁—超镁铁质岩和花岗岩体自动识别对于矿产勘查具有重要意义,目前尚缺少综合可见光-近红外(VNIR)、短波红外(SWIR)和热红外(TIR)影像的岩性分类方法。本研究以甘肃北山辉铜山和新疆东天山黄山2个区域为研究区,基... 详细信息

遥感岩性分类特别是镁铁—超镁铁质岩和花岗岩体自动识别对于矿产勘查具有重要意义,目前尚缺少综合可见光-近红外(VNIR)、短波红外(SWIR)和热红外(TIR)影像的岩性分类方法。本研究以甘肃北山辉铜山和新疆东天山黄山2个区域为研究区,基于先进星载发射与反射辐射计(ASTER)数据,根据岩石在VNIR-SWIR区间的反射光谱特征及TIR区间的辐射特征建立镁铁质—超镁铁质岩指数(MI)、含石英岩指数(QI)和综合比值,利用岩性指数和综合比值结果构建三维特征空间模型,根据岩石在特征空间中的聚类特征实现特定岩性的分类提取。将该模型用于甘肃北山辉铜山和新疆东天山黄山地区岩性分类,野外检查证实分类结果精度较高。结果表明本文提出的综合利用VNIR-SWIR和TIR数据的岩性指数和三维特征空间岩性分类模型,可有效提取目标岩性,具有较高精度和适用性,在我国西部地区具有较好的应用前景。

关键词： ASTER 岩性分类特征空间岩性指数比值

特征空间递归更新的ICA算法及发酵过程监测应用

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化工学报 2008年第11期59卷 2830-2836页

作者：刘世成高彦臣王海清李平浙江大学工业控制技术国家重点实验室工业控制研究所浙江杭州310027 青岛市工业信息化技术重点实验室山东青岛266045

及时更新监测模型以适应过程的时变特性,对准确检测出化工过程异常和设备故障具有重要意义。针对普通独立元分析(ICA)算法在更新计算监测模型时计算复杂度高、效率低的缺点,提出了一种基于特征空间递归更新的在线独立元分析(RUFS-ICA)... 详细信息

及时更新监测模型以适应过程的时变特性,对准确检测出化工过程异常和设备故障具有重要意义。针对普通独立元分析(ICA)算法在更新计算监测模型时计算复杂度高、效率低的缺点,提出了一种基于特征空间递归更新的在线独立元分析(RUFS-ICA)算法。将算法应用于青霉素发酵过程的在线建模与监测中,与普通ICA方法相比,仿真统计结果表明,平均误警率降低至1.67%,基本克服了漏报现象;与其他在线更新算法相比,复杂度明显降低,计算时间减少54.1%,节省了存储量。

关键词：独立元分析过程监测特征空间青霉素发酵过程

特征空间和符号相干系数融合的最小方差超声波束形成

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声学学报 2015年第6期40卷 855-862页

作者：刘婷婷周浩郑音飞浙江大学生物医学工程教育部重点实验室杭州310027

为了提高医学超声成像的空间分辨率,提出一种融合了特征空间最小方差与符号相干系数的波束形成方法。首先利用最小方差法计算回波数据的协方差矩阵和加权向量;然后对协方差矩阵进行特征分解得到信号子空间,并将加权向量投影到该空间上;... 详细信息

为了提高医学超声成像的空间分辨率,提出一种融合了特征空间最小方差与符号相干系数的波束形成方法。首先利用最小方差法计算回波数据的协方差矩阵和加权向量;然后对协方差矩阵进行特征分解得到信号子空间,并将加权向量投影到该空间上;最后计算符号相干系数,用于优化特征空间法得到的回波信号,最终获得超声成像数据。为验证算法的有效性,对医学超声成像中常用的点目标、斑目标进行仿真,对点目标仿体和人体颈动脉组织进行超声成像实验。结果表明:所提出的方法在分辨率、对比度以及稳健性等方面都优于传统的延时叠加算法、最小方差算法、特征空间最小方差法以及特征空间与相干系数融合的方法。

关键词：最小方差法特征空间超声成像相干系数波束形成空间分辨率协方差矩阵加权向量

含参Bézier曲线在特征空间下的形状分析

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2022年第9期45卷 1284-1290页

作者：刘植王翠翠合肥工业大学数学学院安徽合肥230601

参数曲线的奇拐点及凸性分布是曲线曲面造型技术的重要研究内容。文章基于特征空间的形状分析方法,讨论了一类三次含参Bézier曲线的形状特征。首先,利用参数曲线形状表示边向量系数间的关系,隐式化得到含有参数的尖点条件锥面和重结点... 详细信息

参数曲线的奇拐点及凸性分布是曲线曲面造型技术的重要研究内容。文章基于特征空间的形状分析方法,讨论了一类三次含参Bézier曲线的形状特征。首先,利用参数曲线形状表示边向量系数间的关系,隐式化得到含有参数的尖点条件锥面和重结点边界条件锥面;其次,通过判断特征点与尖点和重结点边界条件方程的关系,导出特征分析中尖点及重结点的存在性,特征锥面及其切平面将三维空间划分为不同的特征区域,特征点在特征空间的分布决定了曲线的形状特征;最后,用垂直于坐标轴的平面切割特征空间,得到的截面图与现有方法具有一致性。该方法避免了不同条件下的复杂讨论,多维度展示了参数曲线的形状分布条件。

关键词：形状参数奇点拐点凸性特征空间

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特征空间线性降维压缩遥感图像云检测方法

哈尔滨工业大学学报 2014年第1期46卷 29-33页

作者：卞春江侯晴宇赵晓梁冰冰李立源张伟哈尔滨工业大学空间光学工程研究中心哈尔滨150001 中国科学院国家空间科学中心北京100190 上海卫星工程研究所上海200090 哈尔滨师范大学数学系哈尔滨150025

针对遥感图像云检测过程中分类特征空间维数过高引起的信息冗余,提出了一种基于特征空间线性降维压缩的云检测方法.首先选取云与地物的分类特征参量,构造特征空间,基于压缩子空间分类信息表述的完备性,建立样本的概率分布模型.然后利用... 详细信息

针对遥感图像云检测过程中分类特征空间维数过高引起的信息冗余,提出了一种基于特征空间线性降维压缩的云检测方法.首先选取云与地物的分类特征参量,构造特征空间,基于压缩子空间分类信息表述的完备性,建立样本的概率分布模型.然后利用最大似然估计法求解模型参数,估计最佳转换矩阵,进行特征空间的降维压缩与去相关处理.最后针对压缩子空间,利用分类器进行云检测.实验结果表明:本方法能够有效地去除云与地物分类特征之间的冗余,实现二维压缩子空间中云与地物两类样本的有效分离,对于实际光学遥感图像的云检测概率高达98%以上.

关键词：光学遥感云检测特征空间降维压缩去相关