news 2026/4/23 12:16:20

MATLAB实现:KGE核图嵌入降维算法详解

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张小明

前端开发工程师

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MATLAB实现:KGE核图嵌入降维算法详解

在图嵌入(Graph Embedding)框架下,许多经典的线性与非线性降维算法(如PCA、LDA、LPP、Isomap等)都可以被统一表述为广义特征值问题。KGE(Kernel Graph Embedding,核图嵌入)正是这一框架的核化扩展,它允许用户在核空间中直接定义亲和图W和约束图D,从而实现高度灵活的核化降维与判别分析。

今天要介绍的KGE函数是一个通用、高效的核图嵌入实现。它支持直接输入核矩阵或原始数据自动构造核,支持正则化与SVD两种奇异性处理方式,并能自适应选择特征分解策略,在核版本的LPP、KDA、Kernel PCA等算法中发挥核心作用。

算法核心原理

KGE 求解如下核空间广义特征值问题:

[

\mathbf{a}^* = \arg\max_{\mathbf{a}} \frac{\mathbf{a}^T \mathbf{K} \mathbf{W} \mathbf{K} \mathbf{a}}{\mathbf{a}^T \mathbf{K} \mathbf{D} \mathbf{K} \mathbf{a}}

]

其中:

  • K 为核矩阵(或通过原始数据构造)

  • W 为亲和图矩阵(保持局部结构)

  • D 为约束图矩阵(通常为对角矩阵,用于惩罚或正则,默认单位矩阵I)

新样本 x 的低维嵌入为:y = K(x, 😃 * eigvector,其中 K(x, 😃 是 x 与所有训练样本的核向量。

函数提供了两种处理分母奇异

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