Algoritmo eficiente, robusto y con restricciones de similitud para el aprendizaje subespacial y la agrupación en clústeres con aplicaciones en imágenes comprimidas

El uso directo del algoritmo Sparse Subspace Clustering (SSC) en HSI presenta tres problemas principales: (1) Las HSI generalmente tienen ruido debido a su alta variabilidad de la información espectral y el ruido del sensor, lo que puede disminuir el rendimiento del agrupamiento si no se maneja adec...

Full description

Autores:
Hinojosa Montero, Carlos Alberto
Tipo de recurso:
Doctoral thesis
Fecha de publicación:
2022
Institución:
Universidad Industrial de Santander
Repositorio:
Repositorio UIS
Idioma:
eng
OAI Identifier:
oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/10484
Acceso en línea:
https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/10484
https://noesis.uis.edu.co
Palabra clave:
Clasificación no supervisada de imágenes comprimidas
algoritmo de agrupación
aprendizaje no supervisado
Compressive image clustering
spectral-spatial unsupervised classification
subspace clustering
unsupervised learning
Rights
openAccess
License
Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
id UISANTADR2_aae2e2fbc8202338f5dc1638a0481458
oai_identifier_str oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/10484
network_acronym_str UISANTADR2
network_name_str Repositorio UIS
repository_id_str
dc.title.none.fl_str_mv Algoritmo eficiente, robusto y con restricciones de similitud para el aprendizaje subespacial y la agrupación en clústeres con aplicaciones en imágenes comprimidas
dc.title.english.none.fl_str_mv Efficient, Robust, and Similarity-constrained Algorithm for Subspace Learning and Clustering with Applications in Compressive Imaging
title Algoritmo eficiente, robusto y con restricciones de similitud para el aprendizaje subespacial y la agrupación en clústeres con aplicaciones en imágenes comprimidas
spellingShingle Algoritmo eficiente, robusto y con restricciones de similitud para el aprendizaje subespacial y la agrupación en clústeres con aplicaciones en imágenes comprimidas
Clasificación no supervisada de imágenes comprimidas
algoritmo de agrupación
aprendizaje no supervisado
Compressive image clustering
spectral-spatial unsupervised classification
subspace clustering
unsupervised learning
title_short Algoritmo eficiente, robusto y con restricciones de similitud para el aprendizaje subespacial y la agrupación en clústeres con aplicaciones en imágenes comprimidas
title_full Algoritmo eficiente, robusto y con restricciones de similitud para el aprendizaje subespacial y la agrupación en clústeres con aplicaciones en imágenes comprimidas
title_fullStr Algoritmo eficiente, robusto y con restricciones de similitud para el aprendizaje subespacial y la agrupación en clústeres con aplicaciones en imágenes comprimidas
title_full_unstemmed Algoritmo eficiente, robusto y con restricciones de similitud para el aprendizaje subespacial y la agrupación en clústeres con aplicaciones en imágenes comprimidas
title_sort Algoritmo eficiente, robusto y con restricciones de similitud para el aprendizaje subespacial y la agrupación en clústeres con aplicaciones en imágenes comprimidas
dc.creator.fl_str_mv Hinojosa Montero, Carlos Alberto
dc.contributor.advisor.none.fl_str_mv Argüello Fuentes, Henry
dc.contributor.author.none.fl_str_mv Hinojosa Montero, Carlos Alberto
dc.contributor.evaluator.none.fl_str_mv Pertuz Arroyo, Said David
Bautista Rozo, Lola Xiomara
Galvis Carreño, Laura Viviana
Carlsson, Marcus
Niebles, Juan Carlos
dc.subject.none.fl_str_mv Clasificación no supervisada de imágenes comprimidas
algoritmo de agrupación
aprendizaje no supervisado
topic Clasificación no supervisada de imágenes comprimidas
algoritmo de agrupación
aprendizaje no supervisado
Compressive image clustering
spectral-spatial unsupervised classification
subspace clustering
unsupervised learning
dc.subject.keyword.none.fl_str_mv Compressive image clustering
spectral-spatial unsupervised classification
subspace clustering
unsupervised learning
description El uso directo del algoritmo Sparse Subspace Clustering (SSC) en HSI presenta tres problemas principales: (1) Las HSI generalmente tienen ruido debido a su alta variabilidad de la información espectral y el ruido del sensor, lo que puede disminuir el rendimiento del agrupamiento si no se maneja adecuadamente; (2) Debido a la alta dimensionalidad de las HSI y la complejidad computacional de SSC, la mayoría de los algoritmos de agrupamiento trabajan en pequeñas regiones de interés seleccionadas; (3) dado que SSC ignora la información espacial en los HSI, su capacidad de discriminación es limitada, lo que dificulta la homogeneidad espacial de los resultados del agrupamiento. Esta tesis propone diseñar, desarrollar y simular un método eficiente, robusto y con restricciones de similitud para el agrupamiento subespacial, el cual pretende abordar estos tres problemas mencionados anteriormente. Específicamente, el capítulo 2 explora la inclusión de un término de regularización que reduce el ruido y mejora la precisión del agrupamiento. El capítulo 3 propone un algoritmo escalable que extrae características espaciales y realiza la agrupación de manera eficiente con alta precisión. El capítulo 4 adopta ideas de los dos capítulos anteriores para desarrollar un algoritmo rápido y robusto para HSI. Finalmente, los capítulos 5 y 6 proponen diferentes estrategias para realizar el agrupamiento directamente en las medidas comprimidas, evitando la reconstrucción.
publishDate 2022
dc.date.accessioned.none.fl_str_mv 2022-05-04T21:40:54Z
dc.date.available.none.fl_str_mv 2022-05-04T21:40:54Z
dc.date.created.none.fl_str_mv 2022-05-04
dc.date.issued.none.fl_str_mv 2022-05-04
dc.type.local.none.fl_str_mv Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Doctorado
dc.type.hasversion.none.fl_str_mv http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.coar.none.fl_str_mv http://purl.org/coar/resource_type/c_db06
format http://purl.org/coar/resource_type/c_db06
dc.identifier.uri.none.fl_str_mv https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/10484
dc.identifier.instname.none.fl_str_mv Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame.none.fl_str_mv Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl.none.fl_str_mv https://noesis.uis.edu.co
url https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/10484
https://noesis.uis.edu.co
identifier_str_mv Universidad Industrial de Santander
dc.language.iso.none.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.license.none.fl_str_mv Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.coar.none.fl_str_mv http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.accessrights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommons.none.fl_str_mv Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
rights_invalid_str_mv Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.mimetype.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty.none.fl_str_mv Facultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.program.none.fl_str_mv Doctorado en Ciencias de la Computación
dc.publisher.school.none.fl_str_mv Escuela de Ingeniería de Sistemas e Informática
publisher.none.fl_str_mv Universidad Industrial de Santander
institution Universidad Industrial de Santander
bitstream.url.fl_str_mv https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/c0a727c7-639a-4847-a621-290efa18843c/download
https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/5e4b41fd-a71a-44b8-8c3b-6becfa109598/download
https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/01fcabe2-befd-490e-b30f-7cb7f5bea965/download
https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/ffe71c0b-0c09-4ecb-b66c-3471f3191b4e/download
https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/c0cbc6ad-9daa-4aa4-9151-c399acd570d8/download
https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/b71d4f86-3e63-4c40-bbf9-7914e9fe05e4/download
https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/693750fd-4d0e-4ac2-8d06-b47fbe09dfe8/download
https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/78cdb0f1-a842-4be4-b100-8a1b77696a31/download
https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/360e785a-3fe1-47cc-a343-36ec346110d9/download
bitstream.checksum.fl_str_mv cbf89aac30247e9b1043b1560effa369
68b329da9893e34099c7d8ad5cb9c940
86781247cf0af033b9c4c208195844f9
2bb34bbc2a68cbc824365c7e81a4548c
38da394345c8e63305d0e6a29ee8ca72
b1dcf7fc3f38dd782f68934b8ff12c9c
7ed175359e3b1b3488c6b4a3c7036814
1aa95fb413536f62eb59a1f9cf73d1c4
d6298274a8378d319ac744759540b71b
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv DSpace at UIS
repository.mail.fl_str_mv noesis@uis.edu.co
_version_ 1814095209340862464
spelling Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)Argüello Fuentes, HenryHinojosa Montero, Carlos AlbertoPertuz Arroyo, Said DavidBautista Rozo, Lola XiomaraGalvis Carreño, Laura VivianaCarlsson, MarcusNiebles, Juan Carlos2022-05-04T21:40:54Z2022-05-04T21:40:54Z2022-05-042022-05-04https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/10484Universidad Industrial de SantanderUniversidad Industrial de Santanderhttps://noesis.uis.edu.coEl uso directo del algoritmo Sparse Subspace Clustering (SSC) en HSI presenta tres problemas principales: (1) Las HSI generalmente tienen ruido debido a su alta variabilidad de la información espectral y el ruido del sensor, lo que puede disminuir el rendimiento del agrupamiento si no se maneja adecuadamente; (2) Debido a la alta dimensionalidad de las HSI y la complejidad computacional de SSC, la mayoría de los algoritmos de agrupamiento trabajan en pequeñas regiones de interés seleccionadas; (3) dado que SSC ignora la información espacial en los HSI, su capacidad de discriminación es limitada, lo que dificulta la homogeneidad espacial de los resultados del agrupamiento. Esta tesis propone diseñar, desarrollar y simular un método eficiente, robusto y con restricciones de similitud para el agrupamiento subespacial, el cual pretende abordar estos tres problemas mencionados anteriormente. Específicamente, el capítulo 2 explora la inclusión de un término de regularización que reduce el ruido y mejora la precisión del agrupamiento. El capítulo 3 propone un algoritmo escalable que extrae características espaciales y realiza la agrupación de manera eficiente con alta precisión. El capítulo 4 adopta ideas de los dos capítulos anteriores para desarrollar un algoritmo rápido y robusto para HSI. Finalmente, los capítulos 5 y 6 proponen diferentes estrategias para realizar el agrupamiento directamente en las medidas comprimidas, evitando la reconstrucción.DoctoradoDoctor en Ciencias de la ComputaciónSparse Subspace Clustering (SSC) has become a popular tool for unsupervised learning because of its high performance. However, directly using SSC on HSIs poses three main problems: (1) HSIs typically have noise due to their high variability of the spectral information and sensor noise (acquisition), which may decrease the clustering performance if not handled appropriately; (2) Due to the high-dimensional nature of HSIs and computational complexity of SSC, most clustering algorithms can not be performed on the full HSIs but selected small regions of interest; (3) since SSC ignores the spatial information in the HSIs, their discrimination capability is limited, hampering the clustering results' spatial homogeneity. This thesis proposes designing, developing, and simulating an efficient, robust, and similarity-constrained method for subspace clustering to address these three relevant issues. Specifically, chapter 2 first explores the inclusion of a regularization term that reduces the noise and improves the clustering accuracy but still has high computational complexity. Then, chapter 3 proposes a scalable algorithm that extracts spatial features and performs clustering efficiently with high accuracy. Chapter 4 adopts ideas from the previous two chapters to develop a fast and robust algorithm. Finally, chapters 5 and 6 adopt the ideas developed in the previous chapters and propose different strategies to perform clustering and avoid expensive reconstruction.https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001607639https://orcid.org/0000-0001-9286-9587https://scholar.google.com/citations?user=KP02_jwAAAAJapplication/pdfengUniversidad Industrial de SantanderFacultad de Ingeníerias FisicomecánicasDoctorado en Ciencias de la ComputaciónEscuela de Ingeniería de Sistemas e InformáticaClasificación no supervisada de imágenes comprimidasalgoritmo de agrupaciónaprendizaje no supervisadoCompressive image clusteringspectral-spatial unsupervised classificationsubspace clusteringunsupervised learningAlgoritmo eficiente, robusto y con restricciones de similitud para el aprendizaje subespacial y la agrupación en clústeres con aplicaciones en imágenes comprimidasEfficient, Robust, and Similarity-constrained Algorithm for Subspace Learning and Clustering with Applications in Compressive ImagingTesis/Trabajo de grado - Monografía - Doctoradohttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bccehttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06TEXTCarta de autorización.pdf.txtCarta de autorización.pdf.txtExtracted texttext/plain3077https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/c0a727c7-639a-4847-a621-290efa18843c/downloadcbf89aac30247e9b1043b1560effa369MD59Nota de proyecto.pdf.txtNota de proyecto.pdf.txtExtracted texttext/plain1https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/5e4b41fd-a71a-44b8-8c3b-6becfa109598/download68b329da9893e34099c7d8ad5cb9c940MD511THUMBNAILCarta de autorización.pdf.jpgCarta de autorización.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg5768https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/01fcabe2-befd-490e-b30f-7cb7f5bea965/download86781247cf0af033b9c4c208195844f9MD510Nota de proyecto.pdf.jpgNota de proyecto.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg4575https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/ffe71c0b-0c09-4ecb-b66c-3471f3191b4e/download2bb34bbc2a68cbc824365c7e81a4548cMD512ORIGINALDocumento.pdfDocumento.pdfapplication/pdf107440436https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/c0cbc6ad-9daa-4aa4-9151-c399acd570d8/download38da394345c8e63305d0e6a29ee8ca72MD54Carta de autorización.pdfCarta de autorización.pdfapplication/pdf125452https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/b71d4f86-3e63-4c40-bbf9-7914e9fe05e4/downloadb1dcf7fc3f38dd782f68934b8ff12c9cMD57Nota de proyecto.pdfNota de proyecto.pdfapplication/pdf238516https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/693750fd-4d0e-4ac2-8d06-b47fbe09dfe8/download7ed175359e3b1b3488c6b4a3c7036814MD58Anexo.zipAnexo.zipapplication/octet-stream126690582https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/78cdb0f1-a842-4be4-b100-8a1b77696a31/download1aa95fb413536f62eb59a1f9cf73d1c4MD55LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82237https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/360e785a-3fe1-47cc-a343-36ec346110d9/downloadd6298274a8378d319ac744759540b71bMD5620.500.14071/10484oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/104842022-05-16 22:19:43.917open.accesshttps://noesis.uis.edu.coDSpace at UISnoesis@uis.edu.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