Kernel化张量机:一种结构保留的监督学习方法

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"Kernelized Support Tensor Machines (KSTM) 是一种新型的机器学习方法,它在监督张量学习的背景下,结合了张量分解理论和核方法,旨在保留数据的结构信息并挖掘张量数据中的非线性判别关系,以提升学习任务的性能。通过引入核化的张量分解技术,KSTM能够在核空间中近似张量数据,从而探索复杂的数据内部非线性关联。此外,还设计了双结构保持核来学习张量数据之间的非线性边界。通过联合优化,KSTM中得到的核在判别分析中表现出更好的泛化能力。实验结果显示,在实际的神经影像数据集上,KSTM优于现有的先进技术。" 在机器学习领域,张量(Tensor)作为一种多维数组,广泛用于表示复杂的数据结构,例如图像、视频和高维特征。传统的机器学习模型可能无法有效地处理这些数据的结构特性,因此,KSTM的提出是为了克服这一挑战。张量分解是处理高维数据的一种有效手段,它将高阶张量分解为一组低阶张量的组合,从而揭示隐藏的模式和结构。 核方法是机器学习中的一个重要工具,它允许我们将数据映射到一个高维的特征空间,在这个空间中,原本非线性可分的问题变得线性可分。KSTM引入了核化的张量分解,即将原始的张量数据通过核函数映射到高维空间,使得在原始空间中难以捕捉的非线性关系变得可以被探索。 KSTM的关键创新在于设计了双结构保持核,这允许模型不仅在单个张量的维度之间学习非线性边界,而且在张量与张量之间建立联系,进一步增强了模型的分类或预测能力。通过这种方式,KSTM能够更好地捕获数据的复杂结构,提高模型的泛化性能。 实验部分,KSTM在实际的神经影像数据集上进行了验证,这些数据集通常包含大量的多模态信息,如MRI和fMRI扫描,对于理解大脑功能和疾病诊断具有重要意义。KSTM在这些任务上的优越表现证明了其在处理复杂结构的张量数据时的有效性和优势。 Kernelized Support Tensor Machines 是一种强大的工具,它利用张量分解和核方法的结合,提高了对复杂非线性结构数据的建模能力,尤其适用于那些需要处理高维结构数据的领域,如医学影像分析、社交网络分析等。