[發(fā)明專利]一種基于自適應(yīng)優(yōu)化線性鄰域集選擇的降維方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011201551.6
• 申請(qǐng)日: 2020-11-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112257807B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳俊華;曹佳彬;李光順;鄭天歌;王茂勵(lì);任新榮;于海莉;禹繼國(guó);成秀珍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 曲阜師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/62
• 分類號(hào): G06K9/62;G06V10/77
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王立普

1.一種基于自適應(yīng)優(yōu)化線性鄰域集選擇的降維方法，其特征在于，所述基于自適應(yīng)優(yōu)化線性鄰域集選擇的降維方法應(yīng)用于一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括依次連接的邊緣設(shè)備模塊、數(shù)據(jù)收集模塊、降維中心模塊和云服務(wù)器，所述數(shù)據(jù)收集模塊用于收集所述邊緣設(shè)備模塊發(fā)送的通信數(shù)據(jù)，所述降維中心用于將所述數(shù)據(jù)收集模塊存儲(chǔ)的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行降維，并將降維后的通信數(shù)據(jù)發(fā)送至云服務(wù)器，所述降維方法包括：

獲取邊緣設(shè)備模塊發(fā)送的通信數(shù)據(jù)；

判斷所述通信數(shù)據(jù)是否大于等于通信上限閾值；

若是，則對(duì)所述通信數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理，得到降維后的通信數(shù)據(jù)；

將所述降維后的通信數(shù)據(jù)上傳到云服務(wù)器；

若否，則判斷所述通信數(shù)據(jù)是否大于等于通信下限閾值；

若是，則將所述通信數(shù)據(jù)直接上傳到云服務(wù)器；

若否，則將所述通信數(shù)據(jù)過(guò)濾；

所述對(duì)所述通信數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理，得到降維后的通信數(shù)據(jù)，具體包括：

對(duì)所述通信數(shù)據(jù)采用基于自適應(yīng)優(yōu)化線性鄰域集選擇的多組權(quán)局部線性嵌入算法進(jìn)行降維，得到降維后的通信數(shù)據(jù)；

所述對(duì)所述通信數(shù)據(jù)采用基于自適應(yīng)優(yōu)化線性鄰域集選擇的多組權(quán)局部線性嵌入算法進(jìn)行降維，得到降維后的通信數(shù)據(jù)，具體包括：

輸入通信數(shù)據(jù)X＝{x₁,x₂,…,x_n},x_i∈R^D，初始鄰域k；

根據(jù)輸入的通信數(shù)據(jù)的樣本集確定每一個(gè)與其他所有點(diǎn)的歐氏距離，然后選擇最近的k個(gè)樣本點(diǎn)作為最近鄰點(diǎn)，確定鄰域；

計(jì)算每一個(gè)樣本點(diǎn)x_i所在初始鄰域的局部流形彎曲度和離散系數(shù)；

將所述局部流形彎曲度和所述離散系數(shù)歸一化；

根據(jù)歸一化后的局部流形彎曲度和離散系數(shù)，確定最終度量值λ_i，依次計(jì)算出所有樣本點(diǎn)的平均度量值

根據(jù)所述平均度量值調(diào)整每個(gè)點(diǎn)最終的鄰域大小值；

計(jì)算樣本點(diǎn)x_i與近鄰點(diǎn)的重構(gòu)權(quán)值，得到k_i-r_i個(gè)線性無(wú)關(guān)的權(quán)重向量

根據(jù)所述權(quán)重向量求解數(shù)據(jù)集的低維嵌入數(shù)據(jù)Y，所述低維嵌入數(shù)據(jù)Y為降維后的通信數(shù)據(jù)。

2.一種基于自適應(yīng)優(yōu)化線性鄰域集選擇的降維系統(tǒng)，其特征在于，包括：

通信數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取邊緣設(shè)備模塊發(fā)送的通信數(shù)據(jù)；

第一判斷模塊，用于判斷所述通信數(shù)據(jù)是否大于等于通信上限閾值；

降維處理模塊，用于當(dāng)所述通信數(shù)據(jù)大于等于通信上限閾值時(shí)，對(duì)所述通信數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理，得到降維后的通信數(shù)據(jù)；

第一數(shù)據(jù)上傳模塊，用于將所述降維后的通信數(shù)據(jù)上傳到云服務(wù)器；

第二判斷模塊，用于當(dāng)所述通信數(shù)據(jù)小于通信上限閾值時(shí)，判斷所述通信數(shù)據(jù)是否大于等于通信下限閾值；

第二數(shù)據(jù)上傳模塊，用于當(dāng)所述通信數(shù)據(jù)大于等于通信下限閾值時(shí)，將所述通信數(shù)據(jù)直接上傳到云服務(wù)器；

數(shù)據(jù)過(guò)濾模塊，用于當(dāng)所述通信數(shù)據(jù)小于通信下限閾值時(shí)，將所述通信數(shù)據(jù)過(guò)濾；

所述降維處理模塊，具體包括：

降維處理子模塊，用于對(duì)所述通信數(shù)據(jù)采用基于自適應(yīng)優(yōu)化線性鄰域集選擇的多組權(quán)局部線性嵌入算法進(jìn)行降維，得到降維后的通信數(shù)據(jù)；

所述降維處理子模塊，具體包括：

通信數(shù)據(jù)輸入單元，用于輸入通信數(shù)據(jù)X＝{x₁,x₂,…,x_n},x_i∈R^D，初始鄰域k；

鄰域確定單元，用于根據(jù)輸入的通信數(shù)據(jù)的樣本集確定每一個(gè)與其他所有點(diǎn)的歐氏距離，然后選擇最近的k個(gè)樣本點(diǎn)作為最近鄰點(diǎn)，確定鄰域；

局部流形彎曲度、離散系數(shù)計(jì)算單元，用于計(jì)算每一個(gè)樣本點(diǎn)x_i所在初始鄰域的局部流形彎曲度和離散系數(shù)；

歸一化單元，用于將所述局部流形彎曲度和所述離散系數(shù)歸一化；

平均度量值確定單元，用于根據(jù)歸一化后的局部流形彎曲度和離散系數(shù)，確定最終度量值λ_i，依次計(jì)算出所有樣本點(diǎn)的平均度量值

鄰域調(diào)整單元，用于根據(jù)所述平均度量值調(diào)整每個(gè)點(diǎn)最終的鄰域大小值；

權(quán)重向量計(jì)算單元，用于計(jì)算樣本點(diǎn)x_i與近鄰點(diǎn)的重構(gòu)權(quán)值，得到k_i-r_i個(gè)線性無(wú)關(guān)的權(quán)重向量

降維后的通信數(shù)據(jù)確定單元，用于根據(jù)所述權(quán)重向量求解數(shù)據(jù)集的低維嵌入數(shù)據(jù)Y，所述低維嵌入數(shù)據(jù)Y為降維后的通信數(shù)據(jù)。