字典學習演算法
❶ 稀疏表示的性質
信號稀疏表示的目的就是在給定的超完備字典中用盡可能少的原子來表示信號,可以獲得信號更為簡潔的表示方式,從而使我們更容易地獲取信號中所蘊含的信息,更方便進一步對信號進行加工處理,如壓縮、編碼等。信號稀疏表示方向的研究熱點主要集中在稀疏分解演算法、超完備原子字典、和稀疏表示的應用等方面。
在稀疏表示理論未提出前,正交字典和雙正交字典因為其數學模型簡單而被廣泛的應用,然而他們有一個明顯的缺點就是自適應能力差,不能靈活全面地表示信號,1993年,Mallat基於小波分析提出了信號可以用一個超完備字典進行表示,從而開啟了稀疏表示的先河,經研究發現,信號經稀疏表示後,越稀疏則信號重建後的精度就越高,而且稀疏表示可以根據信號的自身特點自適應的選擇合適的超完備字典。對信號稀疏表示的目的就是尋找一個自適應字典使得信號的表達最稀疏。
稀疏分解演算法首先是由Mallat提出的,也就是眾所周知的匹配追蹤演算法(Matching Pursuit,MP)演算法,該演算法是一個迭代演算法,簡單且易於實現,因此得到了廣泛的應用。隨後,Pati等人基於MP演算法,提出了正交匹配追蹤演算法(Orthogonal Matching Pursuit,OMP),OMP演算法相較於MP演算法,收斂速度更快。在以後的研究中,為了改進OMP演算法,學者也提出了各種不同的其它演算法,例如:壓縮采樣匹配追蹤(Conpressive Sampling Matching Pursuit,CoSaMP)演算法、正則化正交匹配追蹤(Regularized Orthogonal Matching Pursuit,ROMP)演算法、分段式正交匹配追蹤(Stagewise OMP,StOMP)演算法、子空間追蹤(Subspace Pursuit,SP)演算法等等。
信號稀疏表示的兩大主要任務就是字典的生成和信號的稀疏分解,對於字典的選擇,一般有分析字典和學習字典兩大類。常用的分析字典有小波字典、超完備DCT字典和曲波字典等,用分析字典進行信號的稀疏表示時,雖然簡單易實現,但信號的表達形式單一且不具備自適應性;反之,學習字典的自適應能力強,能夠更好的適應不同的圖像數據,在目前的研究中,常用的學習字典的方法包括:Engan於1999年提出的最優方向(Method Of Optimal Directions,MOD)演算法,該演算法是學習字典的鼻祖,它的字典更新方式簡單,但與此同時,它的收斂速度很慢,在該演算法的基礎上,一些研究人員同時還提出了一些其它的字典學習演算法,如FOCUSS字典學習演算法,廣義PCA(Generalized PCA)演算法等等,Micheal Elad也於2006年提出了基於超完備字典稀疏分解的K-SVD演算法,該演算法相較於MOD演算法,收斂速度有了很大的提高,但是隨著雜訊的逐漸加大,使用該演算法進行去噪後的圖像因紋理細節的丟失會產生模糊的效果。Mairal於2010年提出了一種online字典學習演算法,該演算法速度較快且適用於一些特殊的信號處理,例如視頻信號,語音信號等等 。
❷ 求一個c語言按字典序全排列的方法
如果是想學習一下演算法,用c語言不錯。如果是實際使用需要,就用現成的木頭超級字典生成器(MutouDic),工具集里有一個排列字典工具,可以生成任意個元素,任意長度的升序排列、降序排列和全排列。
❸ 怎麼用最短時間高效而踏實的學習python
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你好呀,題主!Python從入門到精通的書籍推薦有下面這幾本書哦~
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❺ 圖解:數據結構與演算法之字典樹
字典樹(Trie樹)這一數據結構是不太常見但是十分好用<typo id="typo-32" data-origin="而" ignoretag="true">而</typo>一種數據結構,博主也就是最近一段時間做了幾道位元組的題目才了解到字典樹這一數據結構。並將自己的學習內容跟大家分享。
首先,何為字典樹(Trie樹)?顧名思義,就是在查詢目標時,像字典一樣按照一定排列順序標准和步驟訪問樹的節點,舉一個簡單例子,英文字典查單詞"He",那麼第一步你肯定要按照a-z的順序先找到h這個首字母,然後再按照相同順序找到e。博主所要介紹的字典樹就是類似字典這樣的結構。
上述查找單詞的過程就是不斷查找與所查單詞相同前綴的字元串,直至查找到所查單詞的最後一個字母。因此,字典樹又稱為前綴樹(prefix Tree)。
以hell、hi、new、nop為例建立一個字典樹,構造如下
根據上文所述可以得到字典樹的結構性質
根據以上三點來構造字典樹。
字典樹的構造其實較為簡單,和一般樹的構造沒有太大區別。接下來將對字典樹的插入、刪除、查詢操作進行分析與講解。
在沒有字典樹的時候,我們需要先構建出字典樹。
以插入hell為例:
再插入單詞hit,過程如下,檢查=>存在則訪問/不存在則建立新節點再訪問=>直到要插入的單詞到達最後一個字元。
字典樹的插入操作比較簡單,不需要考慮太多排序問題。
正如上文所說,按照一定的標准進行查詢目標字元串,每個節點都儲存一個字元,根節點到達子節點路徑組成的字元串即為該節點所對應的字元串,那麼查詢目標字元串時按照從根節點一步一步訪問相應字元所在的節點,其實也就是匹配字元串前綴的過程。
如下圖,在字典樹中,查詢"hell",
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如果在該字典中查詢no
刪除操作相對於插入與查詢復雜一點,但是也很簡單,刪除的前提是單詞已經存在於字典樹。
刪除字典樹節點的操作需要考慮目標字元串最後一個字元是否是樹中的葉子節點。
因為一個單詞可能是另一個單詞的前綴部分,如果不是葉子節點,我們只需要把該單詞的單詞標志位清空即可,無需刪除整個「樹枝」。
比如,想要刪除"no"這個單詞
比如,想要刪除"hell"這個單詞,與第一種刪除相同,只不過是從最後一個節點,'l'節點是葉子節點,開始往上進行節點刪除操作。
比如,想要刪除"hi",那麼與前兩種其實一致,訪問到葉子節點'i',刪除葉子節點,並向上訪問,訪問到'h',由於刪除'i'以後,'h'依然不是葉子節點,因此不再繼續刪除節點。
比如,想要刪除"nop",與前幾種類似,先訪問到葉子節點'p'刪除,然後上移發現'o'是葉子節點,然而'o'有單詞標記位,所以,這里不再繼續刪除。
有上面幾種刪除操作,我們得到了刪除的標准:
了解了這么多字典樹的各種操作,相信你對字典樹的用途有個大概了解了,字典樹最大作用是用於==字元串的各種匹配==,前綴匹配(模糊搜索),字元串查找(字典)等等。
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顧名思義,就是一個單純的字典而已,不多舉例。
字典樹的構建,通過利用空間換時間的思想以及字元串的公共前綴減少無效的字元串比較操作從而使得插入和查找字元串變得高效.其插入或者查找的時間復雜度為O(n),n為字元串長度。
當然,字典樹有著它的弊端,當所插入的單詞沒有很多公共前綴時,字典樹的構建變得十分復雜和低效。
字典樹的難度不是很大,但卻是一種十分有用的數據結構,掌握之後,對於解決一些有關字元串匹配、公共前綴的問題十分有幫助。
當然我們也說了,字典樹有著自己的弊端,由於用空間換時間,如果遇到了一堆公共前綴很少的單詞進行字典樹構造時,空間需求就顯得十分大了。