课题基金 / 基金详情

基于Hebbian神经网络的主元分析算法研究

批准号:
62106242
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
高迎彬
学科分类:
模式识别与数据挖掘
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
高迎彬

项目摘要

结项摘要

相似基金

相关文献

中文摘要
主元分析技术具有降维数据、消除冗余特征等特点,已被广泛地应用到模式识别和信号处理等领域。在主元分析的实现方式中,基于Hebbian神经网络的主元分析算法因其具有在线运算、计算复杂度低、适用于非平稳过程等优势是该领域的研究热点和主流算法。当前,现有该类算法中多数存在数值稳定性不高、算子作用机理模糊、收敛性条件苛刻等问题。基于此,本项目以提升算法的综合性能和创新算法的性能分析方法为目标,主要研究基于Hebbian神经网络的多维主元分析算法、子空间跟踪算法、广义主元分析算法以及算法收敛性分析等内容,重点解决该类算法中不同算子的功能特性分析、拓宽算法收敛性条件等关键问题。项目成果有望丰富和发展基于Hebbian神经网络的主元分析算法理论体系,具有非常重要的理论价值和应用价值。
英文摘要
Principal component analysis (PCA), which can reduce data dimension and eliminate redundant features, has been widely used in pattern recognition and signal processing. As an important implementation, the Hebbian neural network-based PCA algorithms have attracted much attentions and become a hot research topic in this field, since they are on-line computation, low computational complexity and suitable for tracking non-stationary process. Up to now, most of the existing algorithms have some shortcomings, such as poor numerical stability, fuzzy operator mechanism and harsh convergence conditions. Based on this, this project aims to improve the algorithm’s comprehensive performance and innovate the characteristic analysis method. The main research points include multiple PCA algorithm, subspace tracking algorithm, generalized PCA algorithm, and the convergence analysis of these algorithm. This project focuses on how to analyze the function of different operators and broaden the convergence conditions. The results of the project, which are expected to enrich and develop the theoretical system of PCA algorithm based on Hebbian neural network, have important theoretical value and application value.
基于Hebbian神经网络的主元分析算法具有实时性强、计算复杂度低且能够跟踪非平稳过程等优点,是特征提取领域重要研究方向。针对现有算法数值稳定性差、收敛性条件苛刻、约束条件多等问题,本项目围绕广义主元分析算法、自适应学习因子算法、多维主元提取算法、算法的收敛性分析、算法的工程应用等方面展开研究。首先提出了多个数值稳定性好的主元分析算法,并应用李雅普诺夫稳定性定理从上证明了算法的稳定性;然后提出了一整套适用于广义主元分析算法收敛性分析的定义、概念和分析流程;其次提出了可以根据迭代次数自适应调整学习因子的广义主元分析算法,设计无学习因子算法收敛性证明方法;再次利用加权矩阵法提出了多个多维主元提取算法,所提算法具有参数选取简单、收敛结果可预期等优势;最后研究了所提算法在故障诊断和波束形成两个方向上的应用,建立不同领域算法应用流程。项目在执行期间,获陕西高等学校科学技术研究优秀成果特等奖1项,在Neural Processing Letters、IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica、Asian Control Conference等国内外重要期刊和会议上发表论文8篇,其中SCI检索2篇、EI检索5篇,出版学术专著3本,申请国家发明专利1项。本项目的实现,对于丰富和发展Hebbian神经网络的主元分析算法理论,促进算法在工程领域应用具有重要的理论和实际价值。
国内基金
海外基金