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
在神经网络模型搭建中,“最后一层是否添加激活函数”是新手常困惑的关键问题——有人照搬中间层的ReLU激活,导致回归任务输出异 ...
2025-12-05在机器学习落地过程中,“模型准确率高但不可解释”“面对数据噪声就失效”是两大核心痛点——金融风控模型若无法解释决策依据, ...
2025-12-05在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的能力模型中,“指标计算”是基础技能,而“指标体系搭建”则是区分新手与资深分析 ...
2025-12-05在回归分析的结果解读中,R方(决定系数)是衡量模型拟合效果的核心指标——它代表因变量的变异中能被自变量解释的比例,取值通 ...
2025-12-04在城市规划、物流配送、文旅分析等场景中,经纬度热力图是解读空间数据的核心工具——它能将零散的GPS坐标(如外卖订单地址、景 ...
2025-12-04在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的指标体系中,“通用指标”与“场景指标”并非相互割裂的两个部分,而是支撑业务分 ...
2025-12-04每到“双十一”,电商平台的销售额会迎来爆发式增长;每逢冬季,北方的天然气消耗量会显著上升;每月的10号左右,工资发放会带动 ...
2025-12-03随着数字化转型的深入,企业面临的数据量呈指数级增长——电商的用户行为日志、物联网的传感器数据、社交平台的图文视频等,这些 ...
2025-12-03在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的工作体系中,“指标”是贯穿始终的核心载体——从“销售额环比增长15%”的业务结论 ...
2025-12-03在神经网络训练中,损失函数的数值变化常被视为模型训练效果的“核心仪表盘”——初学者盯着屏幕上不断下降的损失值满心欢喜,却 ...
2025-12-02在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的日常工作中,“用部分数据推断整体情况”是高频需求——从10万条订单样本中判断全 ...
2025-12-02在数据预处理的纲量统一环节,标准化是消除量纲影响的核心手段——它将不同量级的特征(如“用户年龄”“消费金额”)转化为同一 ...
2025-12-02在数据驱动决策成为企业核心竞争力的今天,A/B测试已从“可选优化工具”升级为“必选验证体系”。它通过控制变量法构建“平行实 ...
2025-12-01在时间序列预测任务中,LSTM(长短期记忆网络)凭借对时序依赖关系的捕捉能力成为主流模型。但很多开发者在实操中会遇到困惑:用 ...
2025-12-01引言:数据时代的“透视镜”与“掘金者” 在数字经济浪潮下,数据已成为企业决策的核心资产,而CDA数据分析师正是挖掘数据价值的 ...
2025-12-01数据分析师的日常,常始于一堆“毫无章法”的数据点:电商后台导出的零散订单记录、APP埋点收集的无序用户行为日志、传感器实时 ...
2025-11-28在MySQL数据库运维中,“query end”是查询执行生命周期的收尾阶段,理论上耗时极短——主要完成结果集封装、资源释放、事务状态 ...
2025-11-28在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的工具包中,透视分析方法是处理表结构数据的“瑞士军刀”——无需复杂代码,仅通过 ...
2025-11-28在统计分析中,数据的分布形态是决定“用什么方法分析、信什么结果”的底层逻辑——它如同数据的“性格”,直接影响着描述统计的 ...
2025-11-27在电商订单查询、用户信息导出等业务场景中,技术人员常面临一个选择:是一次性查询500条数据,还是分5次每次查询100条?这个问 ...
2025-11-27