基于mmfa模型的雷达高分辨率距离像目标识别方法_2

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位阵;P表示功率谱特征集的维数。
[0052] 3b)利用FA模型将功率谱特征集映射到隐空间,得到隐变量集S ;
[0053] 3c)设定LVSVM分类器:3cl)设定LVSVM分类器系数先验分布为高斯分布 w ~ ,其中,w 表示所有 M 个 LVSVM 分类器的系数,m = 1,2, · · ·,M, M表示目标类别个数;Ch1Li1表示LVSVM分类器先验分布的协方差矩阵;I B+1表示B+1阶的 单位阵;Κ(·)表示高斯分布;
[0054] 3c2)根据目标类别个数为Μ,采用一对多策略,即分别将M个类别中的一类目标看 作正类目标,其它类别看作负类目标,分别训练每一个LVSVM分类器;
[0055] 3c3)将每个LVSVM分类器系数Wni的先验分布Wm~代入到训练 后的M个LVSVM分类器,得到每个LVSVM分类器的贝叶斯表达形式:
[0057] 其中,w表示所有M个LVSVM分类器的系数:,m = 1,2, . . .,M,M表示目标 类别个数;wn表示第m个LVSVM分类器的系数;λ "表示雷达高分辨距离像的功率谱特征对 应的第m个LVSVM分类器的隐变量;λ ηηι表示第η个雷达高分辨距离像功率谱特征对应的 第m个LVSVM分类器的隐变量且有\ = j= ; yni表示雷达高分辨距离像的功率谱特征对 应于第m个LVSVM的类别标号;ynni表示第η个雷达高分辨距离像的功率谱特征对应于第m 个LVSVM分类器的类别标号,若隐变量Sn属于第m类目标,则y ηηι= +1,否则y ηηι= -1 ;
[0058] CN 105116397 A 说明书 5/11 页
[0059] 1]表示第η个隐变量的增广向量;丫表示调和系数;σ "表示第m个LVSVM 分类器的系数Wni的协方差精度;N( ·)表示高斯分布;(·)1表示转置操作;I B+1表示B+1阶 的单位阵,B表示加载矩阵D的总列数;a(],b。表示加载矩阵D的每一列心的协方差精度a k的先验分布Gamma分布的超参数;c。,d。第η个雷达高分辨距离像的功率谱特征x n对应的 隐变量sn的第k个元素 s nk的协方差精度β k的先验分布Gamma分布的超参数;e。,f。第m 个隐变量支持向量机LVSVM分类器系数Wni的协方差精度σ n的先验分布Ga_a分布的超参 数。
[0060] 3d)将FA模型的隐变量S作为LVSVM的输入,将FA模型〈1>与LVSVM模型〈2>统 一在一个框架下构建最大边界因子分析MMFA模型:
[0062] 步骤4,推导功率谱特征的概率密度函数以及各参数的联合条件后验。
[0063] 4a)利用最大边界因子分析MMFA模型和功率谱特征集X,得出雷达高分辨距离像 的功率谱特征的概率密度函数Pf,表示如下:
[0065] 其中,Ay5 =Cfiag:(疚-1,?1:,..,.具I爲i),k = 1,2,…,B,B表示加载矩阵D的总列 数;diag( ·)表示对元素进行对角化;X表示功率谱特征集;D是FA模型中的加载矩阵;β k表示第η个雷达高分辨距离像的功率谱特征xn对应的隐变量s n的第k个元素 s nk的协方差 精度;〇 E表示FA模型中高斯噪声的协方差精度;:+σε%;)表示均值为〇协 方差矩阵为的高斯分布;Ιρ表示P阶的单位阵;P表示功率谱特征集的维数; (·,表示转置操作。
[0066] 4b)设定拒判门限Th:取最小的概率密度值作为Th;
[0067] 4c)利用最大边界因子分析MMFA模型和功率谱特征集X,得出最大边界因子分析 MMFA模型各个参数的联合条件后验分布pu:
[0068] 表示如下: CN 105116397 A ^ ^ Ij (VU 贝
[0070] 其中,D表示FA模型中的加载矩阵;S表示雷达高分辨距离像的功率谱特征的隐变 量;α 14表示加载矩阵的每一列d ,的协方差精度,k = 1,2, 3......B,B表示加载矩阵D的 总列数;Λ P表不隐变量S的协方差的矩阵,
表示对元素进行对角化;N表示功率 谱特征集X中功率谱特征个数;σ Ε是FA模型中高斯噪声的协方差的精度;w示所有M个 LVSVM分类器的系数丨w",丨二i,m = 1,2, ...,M,M表示目标类别个数;λ表示雷达高分辨距 离像的功率谱特征对应的LVSVM分类器的隐变量,λ ηηι表示第η个雷达高分辨距离像的功 率谱特征对应的第m个LVSVM分类器的隐变量;X表示雷达目标高分辨距离像的功率谱特 征集;y表示雷达高分辨距离像的类别标号,ynni表示第η个雷达高分辨距离像的功率谱特 征对应于第m个LVSVM分类器的标号;Ip表示P阶的单位阵;IB+1表示Β+1阶的单位阵;P表 示功率谱特征集的维数;a<],b。表示加载矩阵D的每一列4的协方差的精度a k的先验分布 Gamma分布的超参数;c。,d。表不每一个隐变量s n的每一个元素 s nk的协方差精度的先验分 布Gamma分布的超参数;e。,f。表示表示FA模型中高斯噪声的协方差精度σ n的先验分布 Gamma分布的超参数。
[0072] 步骤5.推导各模型参数的条件后验分布。
[0073] 根据贝叶斯公式和步骤4中最大边界因子分析MMFA模型各个参数的联合条件后 验分布Pu,得出以下模型参数的8个条件后验分布:
[0074] 5a)求出因子分析FA模型中的加载矩阵D的每一列4的条件后验分布
[0076] 其中,dgFA模型中加载矩阵D的第k列;a k表示加载矩阵D的每一列(^的 协方差的精度,k = 1,2, 3……B,B表示加载矩阵D的总列数;D ,表示矩阵D除去第k列 后剩余的元素组成的矩阵;σ E是FA模型中高斯噪声的协方差的精度;S表示雷达高分辨 距尚像的功率谱特征集的隐变量集;1^?丨表不尚斯分布;尚斯分布的均值为
[0078] 5b)求出因子分析FA模型中的加载矩阵D的每一列dk的协方差精度a k的条件 CN 105116397 A 说明书 7/11 页 后验分布P*% :
[0080] 其中,4是FA模型中加载矩阵D的第k列;k = 1,2, 3......B,B是FA模型的加 载矩阵D的总列数;Ga( ·)表不伽马分布;
[0081] 5c)求出第η个雷达高分辨距离像的功率谱特征Xn的隐变量s n的第k个元素 s nk的条件后验分布.Avs J
[0083] Sn表示第η个雷达高分辨距离像的功率谱特征的隐变量;,N表示隐变量S对应的 功率谱特征集X中功率谱特征个数;Snk表示第η个雷达高分辨距离像的功率谱特征第k行 的隐变量;先=表示第η个雷达高分辨距离像的功率谱特征的隐变量的增广向量;Wni表示第m个LVSVM分类器的系数;m = 1,2,...,M,M表示目标类别个数;η = 1,2, 3,...,Ν, N表示功率谱特征集X中功率谱特征个数;λ ηη表示第η个雷达高分辨距离像的功率谱 特征对应的第m个LVSVM分类器的隐变量;ynni表示第η个雷达高分辨距离像的功率谱特 征对应于第m个LVSVM分类器的类别标号;β k表示第η个雷达高分辨距离像的功率谱特 征χη对应的隐变量s η的第k个元素 s nk的协方差精度;高斯分布的均值为
[0086] 5d)求出第η个雷达高分辨距离像的功率谱特征Xn对应的隐变量s n的第k个元 素 Snk的协方差β 条件后验分布爲% ;
[0088] 其中,Sn表示第η个雷达高分辨距离像的功率谱特征的隐变量;η = 1, 2, 3......N, N表示功率谱特征集X中功率谱特征个数;Ga (·)表示伽马分布;
[0090] 5e)求出因子分析FA模型中高斯噪声的协方差精度σ E的条件后验分布1? 5
[0092] 其中,Xn表示第η个雷达高分辨距离像的功率谱特征, CN 105116397 A 说明书 8/11 页
[0094] Dp表示FA模型的加载矩阵D的第p行;s n表示第η个雷达高分辨距离像的功率谱 特征的隐变量;η = 1,2, 3......N,N表示功率谱特征集X中功率谱特征个数;
[0095] 5f)求出第m个隐变量支持向量机LVSVM分类器系数Wni的条件后验分布P w J
[0097] 其中,Wni表示第m个LVSVM分类器的系数;m = 1,2,…,M,M表示目标类别个数; η = 1, 2, 3......N,N表示功率谱特征集X中功率谱特征个数;λ雷达高分辨距离像的功率 谱特征的隐变量S对应的隐变量支持向量机LVSVM分类器的隐变量;λ ηηι表示第η个雷达高 分辨距离像的功率谱特征对应的第m个LVSVM分类器的隐变量;ynni表示第η个雷达高分辨 距离像的功率谱特征对应于第m个LVSVM分类器的类别标号;ΙΒ+1表示Β+1阶单位阵,B表 示加载矩阵D的总列数;(·广表示转置操作;γ表示调和系数;高斯分布N(wm#llw,A w)
[0098] 5g)求出第m个隐变量支持向量机LVSVM分类器系数Wni的协方差精度〇 "的条件 后验分布&"::
[0100] Wni表示第m个LVSVM分类器的系数;m = 1,2, ...,M,M表示目标类别个数;Ga ( ·) 表不伽马分布
(· "表不转置操作。
[0101 ] 5h)求出第η个雷达高分辨距离像的功率谱特征的隐变量\对应的第m个隐变量 支持向量机LVSVM分类器的隐变量λ nm的条件后验分布:
[0103] 其中,m = 1,2,. . .,M,M表示目标类别个数;,η = 1,2,. . .,N,N表示隐变量S的 功率谱特征集X中功率谱特征个数;Wni表示第m个LVSVM分类器的系数;y ηηι表示第η个雷 达高分辨距离像的功率谱特征1"对应于第m个LVSVM分类器的标号;表示隐变量 对应的第η个雷达高分辨距离像的功率谱特征的增广向量;IG( ·)表示逆高斯分布;(·)τ表示转置操作。
[0104] 步骤6.根据Gibbs采样技术和步骤5得到的8个条件后验分布对模型参数进行 米样。
[0105] 6a)初始化模型的各参数
[0106] 分别对因子分析FA模型中的加载矩阵D、雷达高分辨距离像的功率谱特征的隐变 量S、隐变量支持向量机LVSVM分类器系数w、雷达高分辨距离像的功率谱特征的隐变量S 对应的隐变量支持向量机LVSVM分类器的隐变量λ,以及FA模型中高斯噪声的方差矩阵 Λ E进行初始化;
[0107] 6b)设定循环采样次数并进行采样
[0108] 根据初始化的模型参数在步
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