matlab实现了一个多视角受限核机算法,结合了多个视角的数据进行二分类任务

ops/2025/2/6 7:52:09/
matlab">function [pre , score] = Mv_Lap_RKM(train , test , label , gamma_list, eta , lammda , sita )
%MV_RKM 多视角 受限核机
%   解决二分类问题,label为-1或1
%   eta正则项超参
%   lammda隐藏层超参
%Multi-View Least Squares Support Vector Machines Classificatio-formula(13)
label = double(label);
[~,V] = size(train);
[N,~] = size(train{1});
[N_t,~] = size(test{1});K_sum = zeros(N,N);
L_list = cell(V,1);%图正则化矩阵集合
for i=1:Vk = RBF_kernel(train{i} , gamma_list(i)); K_sum = K_sum + k;L_list{i} = k_HyperLapGraph( k ,20 );
endV_N = V.*ones(N,1);II_N = eye(N,N);Vy = V.*label;One_N = ones(N,1);%初始化图的权重
weights = ones(V,1)/V;
L = zeros(N,N);
for i=1:VL = L + weights(i)*L_list{i};
end
%A*B=C
A = [ (1/eta).*K_sum+lammda.*II_N-sita.*L , V_N ; One_N' , 0 ];
C = [ Vy ; 0 ];
B = inv(A)*C;h = B(1:N)./label;%hidden
b = B(end);%bias%predict
re = zeros(N_t,1);
for i=1:Vk_test = RBF_kernel_test(train{i},test{i},gamma_list(i));re = re + (k_test'*(label.*h))+b;
end
score = (re./V)./eta;
pre = sign(score);
end

这段 MATLAB 代码实现了一个名为 Mv_Lap_RKM 的多视角受限核机(Multi - View Laplacian Regularized Kernel Machine)算法,主要用于解决二分类问题。下面详细解释该函数的功能和实现步骤:

函数输入输出

  • 输入参数
    • train:一个包含多个视角训练数据的元胞数组,每个元素代表一个视角的训练数据矩阵。
    • test:一个包含多个视角测试数据的元胞数组,每个元素代表一个视角的测试数据矩阵。
    • label:训练数据的标签向量,标签取值为 -1 或 1。
    • gamma_list:一个向量,包含每个视角的径向基函数(RBF)核的参数 γ \gamma γ
    • eta:正则化项的超参数。
    • lammda:隐藏层的超参数。
    • sita:图正则化项的超参数。
  • 输出参数
    • pre:测试数据的预测标签向量,取值为 -1 或 1。
    • score:测试数据的预测得分向量。

具体实现步骤

1. 数据预处理
matlab">label = double(label);
[~,V] = size(train);
[N,~] = size(train{1});
[N_t,~] = size(test{1});
  • 将标签向量转换为双精度类型。
  • 获取视角的数量 V、训练数据的样本数量 N 和测试数据的样本数量 N_t
2. 计算核矩阵和图正则化矩阵
matlab">K_sum = zeros(N,N);
L_list = cell(V,1);
for i=1:Vk = RBF_kernel(train{i} , gamma_list(i)); K_sum = K_sum + k;L_list{i} = k_HyperLapGraph( k ,20 );
end
  • 初始化核矩阵的总和 K_sum 为零矩阵。
  • 初始化一个元胞数组 L_list 用于存储每个视角的图正则化矩阵。
  • 遍历每个视角:
    • 调用 RBF_kernel 函数计算该视角的训练数据的 RBF 核矩阵 k
    • 将该视角的核矩阵累加到 K_sum 中。
    • 调用 k_HyperLapGraph 函数计算该视角的图正则化矩阵,并存储在 L_list 中。
3. 初始化辅助矩阵和向量
matlab">V_N = V.*ones(N,1);
II_N = eye(N,N);
Vy = V.*label;
One_N = ones(N,1);
  • V_N:一个长度为 N 的向量,每个元素的值为 V
  • II_N:一个 N x N 的单位矩阵。
  • Vy:将标签向量乘以 V 得到的向量。
  • One_N:一个长度为 N 的全 1 向量。
4. 初始化图的权重并计算图正则化矩阵
matlab">weights = ones(V,1)/V;
L = zeros(N,N);
for i=1:VL = L + weights(i)*L_list{i};
end
  • 初始化图的权重向量 weights,每个元素的值为 1/V
  • 初始化图正则化矩阵 L 为零矩阵。
  • 遍历每个视角,将该视角的图正则化矩阵乘以对应的权重并累加到 L 中。
5. 求解线性方程组
matlab">A = [ (1/eta).*K_sum+lammda.*II_N-sita.*L , V_N ; One_N' , 0 ];
C = [ Vy ; 0 ];
B = inv(A)*C;
  • 构建线性方程组 A ⋅ B = C A \cdot B = C AB=C 的系数矩阵 A 和常数向量 C
  • 求解线性方程组,得到解向量 B
6. 计算隐藏层输出和偏置
matlab">h = B(1:N)./label;
b = B(end);
  • h:隐藏层的输出,通过将 B 的前 N 个元素除以标签向量得到。
  • b:偏置,取 B 的最后一个元素。
7. 预测测试数据
matlab">re = zeros(N_t,1);
for i=1:Vk_test = RBF_kernel_test(train{i},test{i},gamma_list(i));re = re + (k_test'*(label.*h))+b;
end
score = (re./V)./eta;
pre = sign(score);
  • 初始化预测得分向量 re 为零向量。
  • 遍历每个视角:
    • 调用 RBF_kernel_test 函数计算该视角的训练数据和测试数据之间的 RBF 核矩阵 k_test
    • 将该视角的核矩阵与 label.*h 相乘,并加上偏置 b,累加到 re 中。
  • 计算最终的预测得分向量 score,通过将 re 除以视角数量 V 再除以正则化参数 eta 得到。
  • 计算预测标签向量 pre,通过对 score 取符号函数得到。

总结

该函数实现了一个多视角受限核机算法,结合了多个视角的数据进行二分类任务。通过计算核矩阵和图正则化矩阵,求解线性方程组得到隐藏层输出和偏置,最后对测试数据进行预测并输出预测标签和得分。


http://www.ppmy.cn/ops/156091.html

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