A Collective Neurodynamic Optimization Approach to Nonnegative Matrix Factorization

非负矩阵分解 数学优化 水准点(测量) 粒子群优化 人口 全局优化 最优化问题 计算机科学 循环神经网络 数学 趋同(经济学) 人工智能 矩阵分解 人工神经网络 特征向量 地理 人口学 经济 大地测量学 社会学 量子力学 经济增长 物理
作者
Jianchao Fan,Jun Wang
出处
期刊:IEEE transactions on neural networks and learning systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:28 (10): 2344-2356 被引量:60
标识
DOI:10.1109/tnnls.2016.2582381
摘要

Nonnegative matrix factorization (NMF) is an advanced method for nonnegative feature extraction, with widespread applications. However, the NMF solution often entails to solve a global optimization problem with a nonconvex objective function and nonnegativity constraints. This paper presents a collective neurodynamic optimization (CNO) approach to this challenging problem. The proposed collective neurodynamic system consists of a population of recurrent neural networks (RNNs) at the lower level and a particle swarm optimization (PSO) algorithm with wavelet mutation at the upper level. The RNNs act as search agents carrying out precise local searches according to their neurodynamics and initial conditions. The PSO algorithm coordinates and guides the RNNs with updated initial states toward global optimal solution(s). A wavelet mutation operator is added to enhance PSO exploration diversity. Through iterative interaction and improvement of the locally best solutions of RNNs and global best positions of the whole population, the population-based neurodynamic systems are almost sure able to achieve the global optimality for the NMF problem. It is proved that the convergence of the group-best state to the global optimal solution with probability one. The experimental results substantiate the efficacy and superiority of the CNO approach to bound-constrained global optimization with several benchmark nonconvex functions and NMF-based clustering with benchmark data sets in comparison with the state-of-the-art algorithms.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
noneofyours完成签到,获得积分20
1秒前
dmyinZz发布了新的文献求助10
1秒前
Neonoes完成签到,获得积分10
2秒前
sunshine完成签到,获得积分10
2秒前
潘先森发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
炙热的雪糕完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
cjt发布了新的文献求助10
5秒前
会有椛海吗完成签到,获得积分10
5秒前
烟花应助ferrywheel采纳,获得10
5秒前
nwds完成签到,获得积分10
6秒前
郑友盛完成签到 ,获得积分10
6秒前
机灵的鲜花完成签到,获得积分10
6秒前
三个号给三个号的求助进行了留言
6秒前
6秒前
7秒前
noneofyours发布了新的文献求助10
8秒前
bobo发布了新的文献求助10
9秒前
潘先森完成签到,获得积分10
9秒前
Mtp完成签到,获得积分20
9秒前
坚定念柏发布了新的文献求助10
10秒前
龚晓博发布了新的文献求助10
11秒前
阿白完成签到,获得积分10
12秒前
Mtp发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
哈哈发布了新的文献求助10
14秒前
16秒前
完美世界应助Fairy4964采纳,获得10
16秒前
fatfat应助会飞的鱼采纳,获得10
16秒前
无语的麦片完成签到 ,获得积分10
17秒前
小林完成签到 ,获得积分20
17秒前
haolei完成签到,获得积分10
19秒前
龚晓博完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
xianhe发布了新的文献求助10
20秒前
cjt完成签到,获得积分10
20秒前
暴躁的以晴完成签到 ,获得积分10
21秒前
haolei发布了新的文献求助50
21秒前
高贵的万天完成签到,获得积分20
22秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Emmy Noether's Wonderful Theorem 1200
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
基于非线性光纤环形镜的全保偏锁模激光器研究-上海科技大学 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6411580
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8230752
关于积分的说明 17467710
捐赠科研通 5464285
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2887239
邀请新用户注册赠送积分活动 1863906
关于科研通互助平台的介绍 1702794