拉普拉斯低秩约束模型(Constrained Laplacian Rank Algorithm,简称CLR)是一种用于多视图聚类的算法,其核心是通过构建融合不同视图上的相似度矩阵,来学习一个共同的隐空间表达,然后利用谱聚类算法进行聚类。

CLR算法利用了拉普拉斯矩阵的低秩约束,确保了隐空间的结构信息是低维的,从而提升了聚类的准确性和鲁棒性。

步骤和公式解释
1. 初始化权重参数

首先,CLR算法初始化每个视图的权重参数。

在算法的开始阶段,所有视图的权重参数 基于多图的聚类算法——拉普拉斯低秩约束模型(Constrained Laplacian Rank Algorithm,简称CLR)_权重 通常被设置为相等,即 基于多图的聚类算法——拉普拉斯低秩约束模型(Constrained Laplacian Rank Algorithm,简称CLR)_机器学习_02,其中 基于多图的聚类算法——拉普拉斯低秩约束模型(Constrained Laplacian Rank Algorithm,简称CLR)_机器学习_03视图的数量。

2. 构建隐空间相似度

构建隐空间相似度矩阵 基于多图的聚类算法——拉普拉斯低秩约束模型(Constrained Laplacian Rank Algorithm,简称CLR)_聚类_04 通常通过融合每个视图的相似度矩阵 基于多图的聚类算法——拉普拉斯低秩约束模型(Constrained Laplacian Rank Algorithm,简称CLR)_机器学习_05

融合的过程可以使用加权平均的方式,公式如下:

基于多图的聚类算法——拉普拉斯低秩约束模型(Constrained Laplacian Rank Algorithm,简称CLR)_算法_06

其中

  • 基于多图的聚类算法——拉普拉斯低秩约束模型(Constrained Laplacian Rank Algorithm,简称CLR)_机器学习_07 是第 基于多图的聚类算法——拉普拉斯低秩约束模型(Constrained Laplacian Rank Algorithm,简称CLR)_算法_08
  • 基于多图的聚类算法——拉普拉斯低秩约束模型(Constrained Laplacian Rank Algorithm,简称CLR)_聚类_09 是第 基于多图的聚类算法——拉普拉斯低秩约束模型(Constrained Laplacian Rank Algorithm,简称CLR)_算法_08 个视图的权重,基于多图的聚类算法——拉普拉斯低秩约束模型(Constrained Laplacian Rank Algorithm,简称CLR)_权重_11
3. 更新权重参数

权重参数 基于多图的聚类算法——拉普拉斯低秩约束模型(Constrained Laplacian Rank Algorithm,简称CLR)_权重 需要更新以反映隐空间相似度 基于多图的聚类算法——拉普拉斯低秩约束模型(Constrained Laplacian Rank Algorithm,简称CLR)_聚类_04 与各视图相似度 基于多图的聚类算法——拉普拉斯低秩约束模型(Constrained Laplacian Rank Algorithm,简称CLR)_机器学习_05差异。更新的公式为:

基于多图的聚类算法——拉普拉斯低秩约束模型(Constrained Laplacian Rank Algorithm,简称CLR)_相似度_15

其中 基于多图的聚类算法——拉普拉斯低秩约束模型(Constrained Laplacian Rank Algorithm,简称CLR)_相似度_16 表示弗罗贝尼乌斯范数,它度量了矩阵的元素平方和的平方根,用来计算两个矩阵之间的差异程度

通过这个公式,权重参数会根据隐空间相似度与每个视图相似度的差异动态调整,差异越大的视图其权重将会更低。

4. 约束和优化

为了确保隐空间的结构信息是低维的,CLR算法引入了拉普拉斯矩阵的低秩约束,公式如下:

基于多图的聚类算法——拉普拉斯低秩约束模型(Constrained Laplacian Rank Algorithm,简称CLR)_机器学习_17

其中

  • 基于多图的聚类算法——拉普拉斯低秩约束模型(Constrained Laplacian Rank Algorithm,简称CLR)_权重_18
  • 基于多图的聚类算法——拉普拉斯低秩约束模型(Constrained Laplacian Rank Algorithm,简称CLR)_机器学习_19 表示矩阵的
  • 基于多图的聚类算法——拉普拉斯低秩约束模型(Constrained Laplacian Rank Algorithm,简称CLR)_聚类_20
  • 基于多图的聚类算法——拉普拉斯低秩约束模型(Constrained Laplacian Rank Algorithm,简称CLR)_算法_21

低秩约束确保了拉普拉斯矩阵的秩为数据点数减去聚类数,这有助于减少噪声和冗余信息,提升模型的鲁棒性。

5. 目标函数

CLR算法的目标函数综合了视图间的差异和权重参数的平滑性,公式如下:

基于多图的聚类算法——拉普拉斯低秩约束模型(Constrained Laplacian Rank Algorithm,简称CLR)_聚类_22

其中 基于多图的聚类算法——拉普拉斯低秩约束模型(Constrained Laplacian Rank Algorithm,简称CLR)_算法_23 是权重参数的正则化参数,用于平衡视图间的差异和权重参数的平滑性。