采集的高維數(shù)據(jù)轉換為低維數(shù)據(jù)的系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種采集的高維數(shù)據(jù)轉換為低維數(shù)據(jù)的系統(tǒng)及方法，包括高維數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述的高維數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)同數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連接，所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中包括有用于采集的高維數(shù)據(jù)轉換為低維數(shù)據(jù)的模塊，所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中包含有用于存放高維數(shù)據(jù)的隊列。這樣的結構結合其方法避免了現(xiàn)有技術中導致數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的硬件的處理效率效果不高、耗時耗力并且在并發(fā)執(zhí)行處理方面嚴重的會導致死機怠慢處理進程以及如果在實時處理高維數(shù)據(jù)的環(huán)境下這將會導致數(shù)據(jù)的丟失乃至無法正常反映實時狀態(tài)信息的缺陷。
【專利說明】采集的高維數(shù)據(jù)轉換為低維數(shù)據(jù)的系統(tǒng)及方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)采集及處理【技術領域】，具體涉及一種采集的高維數(shù)據(jù)轉換為低維 數(shù)據(jù)的系統(tǒng)及方法。

【背景技術】
[0002] 現(xiàn)有的在科學研究和工程應用中，很多通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集來的如視頻、音頻、 氣候以及圖像數(shù)據(jù)具有高維數(shù)據(jù)的特點，這種高維數(shù)據(jù)可以提供豐富而詳盡的信息，但是 高維數(shù)據(jù)的處理往往會產(chǎn)生維數(shù)過大導致的海量的處理時間，這種問題往往會導致數(shù)據(jù)處 理系統(tǒng)的硬件的處理效率效果不高，耗時耗力并且在并發(fā)執(zhí)行處理方面嚴重的會導致死機 怠慢處理進程，如果在實時處理高維數(shù)據(jù)的環(huán)境下，這將會導致數(shù)據(jù)的丟失乃至無法正常 反映實時狀態(tài)信息。


【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的目的提供一種采集的高維數(shù)據(jù)轉換為低維數(shù)據(jù)的系統(tǒng)及方法，包括高維 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述的高維數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)同數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連接，所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中 包括有用于采集的高維數(shù)據(jù)轉換為低維數(shù)據(jù)的模塊，所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中包含有用于存 放高維數(shù)據(jù)的隊列。這樣的結構結合其方法避免了現(xiàn)有技術中導致數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的硬件的 處理效率效果不高、耗時耗力并且在并發(fā)執(zhí)行處理方面嚴重的會導致死機怠慢處理進程以 及如果在實時處理高維數(shù)據(jù)的環(huán)境下這將會導致數(shù)據(jù)的丟失乃至無法正常反映實時狀態(tài) 信息的缺陷。
[0004]為了克服現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明提供了一種采集的高維數(shù)據(jù)轉換為低維數(shù) 據(jù)的系統(tǒng)及方法的解決方案，具體如下：
[0005] -種采集的高維數(shù)據(jù)轉換為低維數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，包括高維數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1，所述的高 維數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1同數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)2相連接，所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)2中包括有用于采集的 高維數(shù)據(jù)轉換為低維數(shù)據(jù)的模塊3,所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)2中包含有用于存放高維數(shù)據(jù)的 隊列4。
[0006] 所述的采集的高維數(shù)據(jù)轉換為低維數(shù)據(jù)的系統(tǒng)的方法，如下所示：
[0007] 步驟1 :首先高維數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行針對視頻、音頻、氣候或者圖像數(shù)據(jù)這樣的高 維數(shù)據(jù)的采集，然后將采集到的高維數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)2 ;
[0008] 步驟2:數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)2接收到高維數(shù)據(jù)后，然后按照接收的先后順序把高維數(shù)據(jù) 依次存放到用于存放高維數(shù)據(jù)的隊列4中，啟動用于采集的高維數(shù)據(jù)轉換為低維數(shù)據(jù)的模 塊3來設定一個n維空間對象V，所述的n維空間對象V內包含有k維空間對象S，k初始設 置為〇 ;
[0009] 步驟3:數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)2然后按先后順序依次從用于存放高維數(shù)據(jù)的隊列4取出 一個高維數(shù)據(jù)，取出一個高維數(shù)據(jù)X后，就進行對該高維數(shù)據(jù)X的特征分量的提取及降維操 作，所述的高維數(shù)據(jù)X表示為（X 1, X2，…xn)，n為該高維數(shù)據(jù)的維數(shù)；
[0010] 步驟4 :所述的進行對該高維數(shù)據(jù)的特征分量的提取及降維操作包括首先用于采 集的高維數(shù)據(jù)轉換為低維數(shù)據(jù)的模塊3把該高維數(shù)據(jù)X投影到k維空間對象S所表示的k 維空間中，該高維數(shù)據(jù)X投影到k維空間對象所表示的k維空間S中的方法是根據(jù)公式（1) 用迭代方法來得到結果向量r k :

【權利要求】
1. 一種采集的高維數(shù)據(jù)轉換為低維數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，其特征在于包括高維數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)， 所述的高維數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)同數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連接，所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中包括有用于采集 的高維數(shù)據(jù)轉換為低維數(shù)據(jù)的模塊，所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中包含有用于存放高維數(shù)據(jù)的隊 列。
2. 根據(jù)權利要求1所述的采集的高維數(shù)據(jù)轉換為低維數(shù)據(jù)的系統(tǒng)的方法，其特征在 于，如下所示： 步驟1:首先高維數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行針對視頻、音頻、氣候或者圖像數(shù)據(jù)這樣的高維數(shù) 據(jù)的采集，然后將采集到的高維數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)； 步驟2:數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)接收到高維數(shù)據(jù)后，然后按照接收的先后順序把高維數(shù)據(jù)依次 存放到用于存放高維數(shù)據(jù)的隊列中，啟動用于采集的高維數(shù)據(jù)轉換為低維數(shù)據(jù)的模塊來設 定一個η維空間對象V，所述的η維空間對象V內包含有k維空間對象S，k初始設置為O; 步驟3 :數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)然后按先后順序依次從用于存放高維數(shù)據(jù)的隊列取出一個高維 數(shù)據(jù)，取出一個高維數(shù)據(jù)X后，就進行對該高維數(shù)據(jù)X的特征分量的提取及降維操作，所述 的高維數(shù)據(jù)X表示為（X1,X2，…χη)，η為該高維數(shù)據(jù)的維數(shù)； 步驟4 :所述的進行對該高維數(shù)據(jù)的特征分量的提取及降維操作包括首先用于采集的 高維數(shù)據(jù)轉換為低維數(shù)據(jù)的模塊把該高維數(shù)據(jù)X投影到k維空間對象S所表示的k維空間 中，該高維數(shù)據(jù)X投影到k維空間對象所表示的k維空間S中的方法是根據(jù)公式（1)用迭 代方法來得到結果向量rk:
所述的i的取值范圍為從1到k，k為目前空間對象S的維數(shù)，也是目前數(shù)據(jù)降維后低維 ,X 的維數(shù)，第一系數(shù)Ark為結果向量，當結果向量的長度IIrkII2小于Tk時，k值不 Il a Ib 變，目前空間對象S也保持不變，在IIrk2大于等于Tk時，求得第k+1系數(shù)= ， 將bk+1作為新的空間基底加入原k維空間對象S，令空間對象S的維數(shù)增加l，k=k+Ι。設 定rQ =X，而& =Iv1-I^biXri為中間向量，Ti為第i閾值，7；=丄IlXmaxII2，χ_為 η 在用于存放高維數(shù)據(jù)的隊列4中數(shù)據(jù)長度最長的那個高維數(shù)據(jù)； 步驟5 :根據(jù)所得到的bpbfbk通過公式（2)得到針對該高維數(shù)據(jù)X的降維數(shù)據(jù)向量 中分量非零的部分Y:
當高維數(shù)據(jù)的隊列全部處理完畢后，根據(jù)最終k的取值，將全部高維數(shù)據(jù)的降維數(shù)據(jù) 向量分量非零的部分補充上分量為零的部分，統(tǒng)一表示為k維的降維后數(shù)據(jù)向量。
【文檔編號】G06F17/30GK104317792SQ201410407886
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權日:2014年8月18日
【發(fā)明者】申富饒, 竺濤, 徐燁, 趙金熙 申請人:南京大學