京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
【机器学习】最小中值平方法
最小中值平方法
最小中值平方法是通过求解下面的非线性最小问题来估计参数的
LMedS记录的是所有样本中,偏差值居中的那个样本的偏差,这种方法对错误匹配和外点有很好的鲁棒性。
不像M-estimator,LMedS问题不能直接化简为带权重的最小二乘问题,对于LMedS估计没有一个具体的公式。
LMedS是从样本中随机抽选出一个样本子集,使用LS对子集计算模型参数,然后计算所有样本与该模型的偏差。
具体方法是根据下面方法进行曲线估计:
假设给定n个点:
1.采用Monte Carlo技术进行抽取包含p个点的m个样本集。对于目前的问题,选择p=5,因为5 个点就可以确定一个二次曲线。
2.用每一个样本集求出二次曲线Pj。
3.对于每一个二次曲线Pj,可求出整个数据集残差平方的中值Mj。
对于第i个点到二次曲线
的残差
有多种选择,根据需要的精度和计算效率,可以选择algebraic
distance、Euclidean distance 、gradient weighted distance。
4.求取使得
最小的
。
现在的问题是:怎样确定m的值??如果一个样本的p个点均是内点,则为一个好的样本。假设一个数据集包含
的外点,则m个样本中至少有一个是好的样本的概率是
一般包含好点的概率P接近于1,给定p和
若包含外点的百分比
=40%,P=0.99,则m=57;可以通过并行算法加快算法的速度,使得对于每个子集的处理均相互独立。
如果数据集存在高斯噪音,LMedS的效率将会非常低。为了弥补这种缺陷,提出了带权重的最小二乘法,标准差的估计由下式给出
为最小的中值。常数1.4826使得在出现高斯噪音的时候,和最小二乘方法的效率一样。5/(n-p)用来补偿数量太少。基于
,我们可以给每一项分配一个权重系数
是第i个点相对于二次曲线P的残差,如果某个点所对应的权重系数为0,则为外点,应剔除掉。二次曲线P则可以由下面带权重的最小二乘问题求解
如前所述,可以通过采用Monte-Carlo技术来提高LMedS方法计算效率。然而,通过这种方法生成的样本中的5个点很有可能非常靠近,这种情况在曲线拟合过程中是应该尽量避免的,因为用这些点进行曲线拟合非常不稳定,而且通常会得到错误的结果。对每一个样本进行有效性检验,将会非常耗时,降低整个算法的计算效率。为了保证算法的鲁棒性和有效性,我们采用一种基于分组的规则的随机抽样法(regularly random selection method based on bucketing techniques),具体实现过程如下:
首先,计算第一幅图像中点坐标的极大极小值,然后将坐标点所在的区域均匀划分成
组(在实验中,b=8)。每一个组将包含一系列的点,同时也包括一些匹配点。最后,剔除没有匹配点的分组。为了生成包含5个点的一个样本,首先随机选择5个相互不同的组,然后在每一个组里随机选取一个匹配点。
现在任然存在的问题是:到底需要多少个样本?如果坏点在空间中均匀分布,且每一组有相同的点数,随机选择是一种均匀分布则33式仍然可用。但是,一般情况下各组所包含的点数可能相差会非常大。由此造成的结果就是,包含点数少的组中的点比包含点数多的组中的点被选择地可能性更大。可以用如下的方法来说明:
假设共有I个组,我们将0到1分成I个区间,则第i个区间的宽度是
是第i组点的个数。在选择组的过程中,由均匀随机数发生器(uniform
random generator)产生一个0到1的随机数,这个随机数落入哪个区间,则选择哪个组。
Figure 6: Interval and bucket mapping
可以用这种方法对两幅非标定的图像进行匹配。对于给定的两幅未标定图像,唯一能用的几何约束是极线约束。先采用传统的方法(correlation and relaxation methods)找到初始的匹配点,然后利用最小中值平方法(LMedS)剔除初始匹配中的错误匹配。图像间的极线几何关系可以由图像中有实际意义的准则精确估计出来。
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
在实验检测、质量控制、科研验证等场景中,“方法验证”是确保检测/分析结果可靠、可复用的核心环节——无论是新开发的检测方法 ...
2026-03-04在数据分析、科研实验、办公统计等场景中,我们常常需要对比两组数据的整体差异——比如两种营销策略的销售额差异、两种实验方案 ...
2026-03-04在数字化转型进入深水区的今天,企业对数据的依赖程度日益加深,而数据治理体系则是企业实现数据规范化、高质量化、价值化的核心 ...
2026-03-04在深度学习,尤其是卷积神经网络(CNN)的实操中,转置卷积(Transposed Convolution)是一个高频应用的操作——它核心用于实现 ...
2026-03-03在日常办公、数据分析、金融理财、科研统计等场景中,我们经常需要计算“平均值”来概括一组数据的整体水平——比如计算月度平均 ...
2026-03-03在数字化转型的浪潮中,数据已成为企业最核心的战略资产,而数据治理则是激活这份资产价值的前提——没有规范、高质量的数据治理 ...
2026-03-03在Excel办公中,数据透视表是汇总、分析繁杂数据的核心工具,我们常常通过它快速得到销售额汇总、人员统计、业绩分析等关键结果 ...
2026-03-02在日常办公和数据分析中,我们常常需要探究两个或多个数据之间的关联关系——比如销售额与广告投入是否正相关、员工出勤率与绩效 ...
2026-03-02在数字化运营中,时间序列数据是CDA(Certified Data Analyst)数据分析师最常接触的数据类型之一——每日的营收、每小时的用户 ...
2026-03-02在日常办公中,数据透视表是Excel、WPS等表格工具中最常用的数据分析利器——它能快速汇总繁杂数据、挖掘数据关联、生成直观报表 ...
2026-02-28有限元法(Finite Element Method, FEM)作为工程数值模拟的核心工具,已广泛应用于机械制造、航空航天、土木工程、生物医学等多 ...
2026-02-28在数字化时代,“以用户为中心”已成为企业运营的核心逻辑,而用户画像则是企业读懂用户、精准服务用户的关键载体。CDA(Certifi ...
2026-02-28在Python面向对象编程(OOP)中,类方法是构建模块化、可复用代码的核心载体,也是实现封装、继承、多态特性的关键工具。无论是 ...
2026-02-27在MySQL数据库优化中,索引是提升查询效率的核心手段—— 面对千万级、亿级数据量,合理创建索引能将查询时间从秒级压缩到毫秒级 ...
2026-02-27在数字化时代,企业积累的海量数据如同散落的珍珠,若缺乏有效的梳理与分类,终将难以发挥实际价值。CDA(Certified Data Analys ...
2026-02-27在问卷调研中,我们常遇到这样的场景:针对同一批调查对象,在不同时间点(如干预前、干预后、随访期)发放相同或相似的问卷,收 ...
2026-02-26在销售管理的实操场景中,“销售机会”是核心抓手—— 从潜在客户接触到最终成交,每一个环节都藏着业绩增长的关键,也暗藏着客 ...
2026-02-26在CDA数据分析师的日常工作中,数据提取、整理、加工是所有分析工作的起点,而“创建表”与“创建视图”,则是数据库操作中最基 ...
2026-02-26在机器学习分析、数据决策的全流程中,“数据质量决定分析价值”早已成为行业共识—— 正如我们此前在运用机器学习进行分析时强 ...
2026-02-25在数字化时代,数据已成为企业决策、行业升级的核心资产,但海量杂乱的原始数据本身不具备价值—— 只有通过科学的分析方法,挖 ...
2026-02-25