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通过局部最佳平面进行混合线性建模。 (英语) Zbl 1259.68207号

摘要:我们提出了一种通过仿射子空间的并集来建模数据的简单快速的几何方法。该方法首先形成局部最佳拟合仿射子空间的集合,即近似局部邻域中的数据的子空间。局部邻域的正确大小由Jones’({\beta}_2)数自动确定(我们证明了在某些几何条件下,我们的方法可以找到最优的局部邻域)。子空间集合通过贪婪选择过程或谱方法进一步处理,以生成最终模型。我们讨论了在不同照明条件下基于轨迹的运动分割和人脸聚类的应用。我们提供了大量的实验证据,证明了针对这些问题以及针对合成混合线性数据和MNIST手写数字数据的建议算法的最新准确性和速度;我们还演示了如何使用我们的算法快速确定仿射子空间的数量。

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参考文献:

[1] Arias-Castro,E.、Chen,G.和;Lerman,G.(2011)。基于局部线性近似的谱聚类。《电子统计杂志》,第51537–1587页(可从arXiv:1001.1323获取)·Zbl 1271.62132号 ·doi:10.1214/11-EJS651
[2] Basri,R.和;Jacobs,D.(2003)。朗伯反射率和线性子空间。IEEE模式分析和机器智能汇刊,25(2),218–233·Zbl 05110611号 ·doi:10.1109/TPAMI.2003.1177153
[3] 博尔特·T·E;Brown,L.G.(1991)。基于分解的运动分割。在IEEE视觉运动研讨会论文集(第179-186页)。
[4] Bradley,P.和;Mangasarian,O.(2000年)。k平面聚类。《全局优化杂志》,16(1),23–32·Zbl 0990.90135号 ·doi:10.1023/A:1008324625522
[5] Chen,G.和;Lerman,G.(2009)。混合线性建模的多路谱聚类框架的基础。计算数学基础,9(5),517–558。doi:10.1007/s10208-009-9043-7·Zbl 1176.68155号 ·doi:10.1007/s10208-009-9043-7
[6] Chen,G.和;Lerman,G.(2009)。由霍普金斯155数据库上的SCC进行运动分割。在计算机视觉研讨会(ICCV研讨会)中,2009年IEEE第12届计算机视觉国际会议(第759-764页),日本京都,2009年。doi:10.1109/ICCVW.5457626。
[7] Chen,G.和;Lerman,G.(2009)。光谱曲率聚类(SCC)。国际计算机视觉杂志,81(3),317-330·Zbl 05671860号 ·doi:10.1007/s11263-008-0178-9
[8] 科斯泰拉·J·;Kanade,T.(1998)。独立移动对象的多体分解方法。国际计算机视觉杂志,29(3),159-179·Zbl 05470335号 ·doi:10.1023/A:1008000628999
[9] 考克斯、T.F.和;Cox,M.A.(2001)。多维缩放(第二版)。伦敦:查普曼和霍尔·Zbl 1004.91067号
[10] David,G.和;Semmes,S.(1991)。(mathbb{R})n:au-deládes grapes-Lipschitziens中的奇异积分和可校正集。阿斯特里斯克,193,1-145·Zbl 0743.49018号
[11] Elhamifar,E.和;Vidal,R.(2009)。稀疏子空间聚类。2009年IEEE计算机学会计算机视觉和模式识别会议论文集(CVPR 09)(第2790–2797页)。
[12] 爱泼斯坦·R、哈利南·P和;Yuille,A.(1995)。5{(\pm)}2特征图像就足够了:低维照明模型的实证研究。《计算机视觉中基于物理的建模研讨会论文集》,1995年(第108页)。doi:10.1109/PBMCV.514675。
[13] Fukunaga,K.,&;奥尔森,D.R.(1971)。一种求数据内在维数的算法。IEEE计算机汇刊,20(2),176–183。doi:10.1109/T-C.1971.223208·Zbl 0216.50201号 ·doi:10.1109/T-C.1971.223208
[14] Georghiades,A.、Belhumeur,P.和;Kriegman,D.(2001)。从少到多:用于可变照明和姿态下人脸识别的照明锥模型。IEEE模式分析和机器智能汇刊,23(6),643–660·Zbl 05111520号 ·doi:10.1109/34.927464
[15] Goh,A.和;Vidal,R.(2007)。通过无监督流形聚类分割不同类型的运动。在2007年IEEE计算机视觉和模式识别会议上,CVPR'07(第1-6页)。doi:10.1109/CVPR.2007.383235。
[16] Ho,J.,Yang,M.,Lim,J,Lee,K.,&Kriegman,D.(2003)。在不同照明条件下对象的簇外观。《计算机视觉和模式识别国际会议论文集》(第11-18页)。
[17] Jones,P.(1990年)。可校正集合和旅行推销员问题。《数学发明》,102(1),1-15·Zbl 0731.30018号 ·doi:10.1007/BF01233418
[18] Kanatani,K.(2001年)。通过子空间分离和模型选择进行运动分割。程序中。第8期ICCV(第3卷,第586–591页)。加拿大温哥华,2001年。
[19] Kanatani,K.(2002年)。运动分割模型的评估和选择。第7期ECCV(第3卷,第335-349页)·Zbl 1039.68662号
[20] Lauer,F.和;Schnorr,C.(2009)。用于运动分割的线性子空间的谱聚类。2009年IEEE第12届计算机视觉国际会议(第678–685页)。doi:10.10109/ICCV.2009.5459173。
[21] Lee,K.,Ho,J.和;Kriegman,D.(2005)。获取线性子空间用于可变光照下的人脸识别。IEEE模式分析和机器智能汇刊,27(5),684-698·Zbl 05111315号 ·doi:10.1109/TPAMI.2005.92
[22] Lerman,G.(2003)。利用L2-Jones量量化测度的曲线结构。《纯粹数学与应用数学通讯》,56(9),1294–1365·Zbl 1076.28005号 ·doi:10.1002/cpa.10096
[23] Lerman,G.和;Zhang,T.(2010)p-带离群值的多个子空间中最重要子空间的恢复。可从arXiv:1012.4116获取。
[24] Lerman,G.和;Zhang,T.(2011)。基于几何lp最小化的多个子空间鲁棒恢复。《统计年鉴》,39(5),2686–2715。doi:10.1214/11-AOS914·Zbl 1232.62097号 ·doi:10.1214/11-AOS914
[25] Little,A.V.,Jung,Y.M.和;Maggioni,M.(2009年a)。数据集内在维数的多尺度估计。流形学习及其应用:AAAI秋季研讨会论文(第26-33页)。
[26] Little,A.V.、Lee,J.、Jung,Y.M.和;Maggioni,M.(2009年b)。用多尺度奇异值分解估计高维含噪低维流形样本的固有维数。2009年IEEE/SP第15次统计信号处理研讨会。SSP’09(第85–88页)。
[27] Ma,Y.,Derksen,H.,Hong,W.和;Wright,J.(2007)。通过有损编码和压缩对多元混合数据进行分割。IEEE模式分析和机器智能汇刊,29(9),1546–1562·Zbl 05340953号 ·doi:10.1109/TPAMI.2007.1085
[28] Ma,Y.,Yang,A.Y.,Derksen,H.和;Fossum,R.(2008)。子空间排列估计及其在混合数据建模和分割中的应用。SIAM评论,50(3),413–458·Zbl 1147.52010年 ·doi:10.1137/060655523
[29] Ng,A.、Jordan,M.和;Weiss,Y.(2001)。关于谱聚类:分析和算法。神经信息处理系统进展,14849–856。
[30] Rao,S.、Tron,R.、Vidal,R.和;马云(2010)。存在异常、不完整或损坏轨迹的运动分割。IEEE模式分析和机器智能汇刊,32(10),1832-1845。doi:10.1109/TPAMI.2009.191。 ·doi:10.1109/TPAMI.2009.191
[31] Soltanolkotabi,M.和;Candès,E.J.(2011)带离群值的子空间聚类的几何分析。arXiv:1112.4258·Zbl 1318.62217号
[32] Sugaya,Y.,&Kanatani,K.(2004)。多体运动分割的多阶段无监督学习。IEICE信息与系统交易,E87-D(7),1935-1942年·兹比尔1098.68868
[33] Tenenbaum,J.B.、Silva,V.D.和;Langford,J.C.(2000年)。非线性降维的全局几何框架。科学,290(5500),2319-2323·doi:10.1126/science.290.5500.2319
[34] 小费,M.,&;Bishop,C.(1999年)。概率主成分分析仪的混合物。神经计算,11(2),443-482·doi:10.1162/0899766999300016728
[35] Tron,R.和;Vidal,R.(2007)。三维运动分割算法比较基准。2007年IEEE计算机视觉和模式识别会议,CVPR'07(第1-8页)。doi:10.1109/CVPR.2007.382974。
[36] 曾平(2000)。最近的q-flat到m点。优化理论与应用杂志,105,249–252。doi:10.1023/A:1004678431677·Zbl 0971.90055号 ·doi:10.1023/A:1004678431677
[37] Vidal,R.(2011年)。子空间聚类。IEEE信号处理杂志,28(2),52–68。doi:10.1109/MSP.2010.939739。 ·doi:10.1109/MSP.2010.939739
[38] Vidal,R.、Ma,Y.和;Sastry,S.(2005)。广义主成分分析(GPCA)。IEEE模式分析和机器智能汇刊,27(12)。
[39] 维达尔·R、特隆·R和;Hartley,R.(2008)。使用功率分解和GPCA对缺失数据进行多帧运动分割。国际计算机视觉杂志,79(1),85–105。doi:10.1007/s11263-007-0099-z·Zbl 05322247号 ·doi:10.1007/s11263-007-0099-z
[40] Yan,J.和;Pollefeys,M.(2006)。运动分割的一般框架:独立、铰接、刚性、非刚性、退化和非退化。ECCV(第4卷,第94-106页)。
[41] Yang,A.、Rao,S.和;马云(2006)。多个子空间的稳健统计估计和分割。在2006年计算机视觉和模式识别研讨会上。CVPRW’06(第99页)。doi:10.1109/CVPRW.2006.178。
[42] Yang,A.Y.、Rao,S.R.和;马云(2006)。多个子空间的稳健统计估计和分割。2006年CVPRW:2006年计算机视觉和模式识别研讨会会议记录(第99页)。华盛顿:IEEE计算机协会。doi:10.1109/CVPRW.2006.178。
[43] Yue,S.、Wang,X.和;Wei,M.(2008)。二阶差分在缺口统计中的应用。天津大学学报,14,217–221。doi:10.1007/s12209-008-0039-1。 ·doi:10.1007/s12209-008-0039-1
[44] Zhang,T.、Szlam,A.和;Lerman,G.(2009)。用于具有许多异常值的混合线性建模的中值K-平面。在计算机视觉研讨会(ICCV研讨会),2009年IEEE第12届计算机视觉国际会议(第234–241页)。日本京都,2009年。doi:10.1109/ICCVW.5457695。
[45] Zhang,T.、Szlam,A.、Wang,Y.和;Lerman,G.(2010)。局部最佳拟合平面的随机混合线性建模。在IEEE计算机视觉和模式识别会议(CVPR 2010),第1927–1934页。doi:10.1109/CVPR.2010.5539866。
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