结合SSFCM与随机游走的半监督图像分割算法

针对基于颜色特征空间的半监督聚类分割算法适合分割结果包含多个颜色特征相似目标的应用场合,但对高噪声图像却无法获得理想的分割结果,而基于随机游走理论的半监督图像分割算法需要用户对目标逐一进行标记的问题,提出一种半监督图像分割算法.首先根据用户标记采用半监督模糊C均值聚类(SSFCM)算法对图像颜色特征进行建模;然后引入一个确信度函数,并根据SSFCM算法得到的隶属度数据计算确信度函数值,再将像素分为2类,分别作为随机游走图像分割算法的已标记点和未标记点;最后采用随机游走算法完成最终的分割.实验结果表明,该算法对图像中的噪声具有良好的抑制作用,且无需用户对目标逐一进行标记.     

一种基于谱聚类的半监督聚类方法

半监督聚类利用少部分标签的数据辅助大量未标签的数据进行非监督的学习,从而提高聚类的性能。提出一种基于谱聚类的半监督聚类算法,其利用标签数据的信息,调整点与点之间的距离所形成的距离矩阵,而后基于被调整的距离矩阵进行谱聚类。实验表明,该算法较之于已提出的半监督聚类算法,获得了更好的聚类性能。     

可能性聚类假设的半监督分类方法

在机器学习领域,基于图的半监督学习凭借其直观性和良好的学习性能而吸引了越来越多的关注。 针对现有的基于图的半监督学习方法对噪声和异常数据的鲁棒性不够好/较敏感的问题,提出一种基于可能性聚类假设的半监督分类方法（Semi-Supervised Classification Method of Possibilistic Clustering Assumption,SSPCA）,其约束每个数据点与其局部加权均值具有相同的标签隶属度值,以此来提高分类方法的可靠性,此外,在目标函数中引入一个关于模糊熵的正则项,通过增大样本判别信息量来增强隶属度函数的泛化能力,提高了该方法对噪声和异常数据的鲁棒性。在实际数据集上的大量实验结果证实了所提方法具有很好的分类可靠性和鲁棒性。     

基于分类的半监督聚类方法

提出一种基于分类的半监督聚类算法。充分利用了数据集中的少量标记对象对原始数据集进行粗分类,在传统k均值算法的基础上扩展了聚类中心点的选择方法;用k-meansGuider方法对数据集进行粗聚类,在此基础上对粗聚类结果进行集成。在多个UCI标准数据集上进行实验,结果表明提出的算法能有效改善聚类质量。     

一种自适应的半监督图像分类算法

基于局部和全局一致性算法本身带有一定数量的参数,而参数delta的选取对算法迭代过程的迭代次数和分类结果很敏感,通常是通过实验手动设置,这种做法相对比较耗时。为了解决该问题,提高算法分类效率,文中针对该问题将算法应用到图像分类中提出了一种自适应的参数设置方法,确定参数delta的最佳取值范围。通过实验结果可以看出,确定的参数范围的取值能使算法的分类正确率最高、迭代过程所用的时间最短。因此本方法能有效地提高算法的分类效率。     

FCM预选取样本的半监督SVM图像分类方法

针对基于拉普拉斯支持向量机(LapSVM)的半监督分类方法需要将全部无标记样本加入训练样本集中训练得到分类器,算法需要的时间和空间复杂度高,不能有效处理大规模图像分类的问题,提出了模糊C-均值聚类(FCM)预选取样本的LapSVM图像分类方法。该方法利用FCM算法对无标记样本聚类,根据聚类结果选择可能在最优分类超平面附近的无标记样本点加入训练样本集,这些样本可能是支持向量,携带对分类有用的信息,其数量只是无标记样本的一少部分,因此使训练样本集减小。计算机仿真结果表明该方法充分利用了无标记样本所蕴含的判别信息,有效地提高了分类器的分类精度,降低了算法的时间和空间复杂度。     

一种基于聚类核的半监督支持向量机分类方法

为了在标记样本数目有限时尽可能地提高支持向量机的分类精度,提出了一种基于聚类核的半监督支持向量机分类方法。该算法依据聚类假设,即属于同一类的样本点在聚类中被分为同一类的可能性较大的原则去对核函数进行构造。采用K-均值聚类算法对已有的标记样本和所有的无标记样本进行多次聚类,根据最终的聚类结果去构造聚类核函数,从而更好地反映样本间的相似程度,然后将其用于支持向量机的训练和分类。理论分析和计算机仿真结果表明,该方法充分利用了无标记样本信息,提高了支持向量机的分类精度。     

FCM预选取样本的半监督SVM图像分类方法

针对基于拉普拉斯支持向量机(LapSVM)的半监督分类方法需要将全部无标记样本加入训练样本集中训练得到分类器,算法需要的时间和空间复杂度高,不能有效处理大规模图像分类的问题,提出了模糊C-均值聚类(FCM)预选取样本的LapSVM图像分类方法。该方法利用FCM算法对无标记样本聚类,根据聚类结果选择可能在最优分类超平面附近的无标记样本点加入训练样本集,这些样本可能是支持向量,携带对分类有用的信息,其数量只是无标记样本的一少部分,因此使训练样本集减小。计算机仿真结果表明该方法充分利用了无标记样本所蕴含的判别信息,有效地提高了分类器的分类精度,降低了算法的时间和空间复杂度。     

基于随机特征子空间的半监督情感分类方法研究

情感分类是目前自然语言处理领域的一个热点研究问题。该文关注情感分类中的半监督学习方法(即基于少量标注样本和大量未标注样本进行学习的方式),提出了一种新的基于动态随机特征子空间的半监督学习方法。首先,动态生成多个随机特征子空间;然后,基于协同训练(Co-training)在每个特征子空间中挑选置信度高的未标注样本;最后使用这些挑选出的样本更新训练模型。实验结果表明我们的方法明显优于传统的静态产生方式及其他现有的半监督方法。此外该文还探索了特征子空间的划分数目问题。     

调整聚类假设联合成对约束半监督分类方法

当不同类别的样本严重重叠在分类边界时,由于聚类假设不能很好地反映出数据的真实分布,基于聚类假设的半监督分类方法的性能,可能比与之对立的监督分类方法更差。针对上述不安全的半监督分类问题,提出了调整聚类假设联合成对约束半监督分类方法（ACA-JPC-S3VM）。一方面,它将单个未标记样本到数据分布边界的距离融入到模型的学习中,能够一定程度上缓解此类情况下算法性能的下降程度;另一方面,它将成对约束信息引入,弥补了模型对监督信息利用方面的不足。在UCI数据集上的实验结果表明,ACA-JPC-S3VM方法的性能绝不会低于支持向量机（SVM）,且在标记样本数量为10时的平均准确率较SVM高出5个百分点;在图像分类数据集上的实验结果表明,直推式支持向量机（TSVM）等半监督分类方法出现了不同程度的不安全学习情形（即性能相近或低于SVM）,而ACA-JPC-S3VM却能安全地学习。因此,ACA-JPC-S3VM具有更好的安全性与正确性。     

图像分类方法比较研究

近年来随着多媒体技术的发展，图像分类技术受到普遍的关注，且采用的方法以机器学习方法为主。但由于图像媒体的特殊性，在关系数据或文本数据中比较成功的分类算法应用到图像数据时，分类准确率往往比较低。我们选择了几个常用的分类算法，通过分析比较它们应用于不同图像特征时的分类结果，以此发现各个算法在解决图像分类的不足之处，并针对不足之处提出图像分类的改进思想。     

基于两阶段学习的半监督支持向量机分类算法

提出了一种基于两阶段学习的半监督支持向量机(semi-supervised SVM)分类算法.首先使用基于图的标签传递算法给未标识样本赋予初始伪标识,并利用k近邻图将可能的噪声样本点识别出来并剔除;然后将去噪处理后的样本集视为已标识样本集输入到支持向量机(SVM)中,使得SVM在训练时能兼顾整个样本集的信息,从而提高SVM的分类准确率.实验结果证明,同其它半监督学习算法相比较,本文算法在标识的训练样本较少的情况下,分类性能有所提高且具有较高的可靠性.     

基于半监督学习的增量图像分类方法

为有效使用大量未标注的图像进行分类,提出一种基于半监督学习的图像分类方法。通过共同的隐含话题桥接少量已标注的图像和大量未标注的图像,利用已标注图像的Must-link约束和Cannot-link约束提高未标注图像分类的精度。实验结果表明,该方法有效提高Caltech-101数据集和7类图像集约10%的分类精度。此外,针对目前绝大部分半监督图像分类方法不具备增量学习能力这一缺点,提出该方法的增量学习模型。实验结果表明,增量学习模型相比无增量学习模型提高近90%的计算效率。关键词半监督学习,图像分类,增量学习中图法分类号TP391。41IncrementalImageClassificationMethodBasedonSemi-SupervisedLearningLIANGPeng^1,2,LIShao-Fa²,QINJiang-Wei²,LUOJian-Gao³¹(SchoolofComputerScienceandEngineering,GuangdongPolytechnicNormalUniversity,Guangzhou510665)²(SchoolofComputerScienceandEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510006)³(DepartmentofComputer,GuangdongAIBPolytechnicCollege,Guangzhou510507)ABSTRACTInordertouselargenumbersofunlabeledimageseffectively,animageclassificationmethodisproposedbasedonsemi-supervisedlearning。Theproposedmethodbridgesalargeamountofunlabeledimagesandlimitednumbersoflabeledimagesbyexploitingthecommontopics。Theclassificationaccuracyisimprovedbyusingthemust-linkconstraintandcannot-linkconstraintoflabeledimages。TheexperimentalresultsonCaltech-101and7-classesimagedatasetdemonstratethattheclassificationaccuracyimprovesabout10%bytheproposedmethod。Furthermore,duetothepresentsemi-supervisedimageclassificationmethodslackingofincrementallearningability,anincrementalimplementationofourmethodisproposed。Comparingwithnon-incrementallearningmodelinliterature,theincrementallearningmethodimprovesthecomputationefficiencyofnearly90%。     

基于边缘检测的多类别医学图像分类方法

针对乳腺X光医学图像多类分类精度普遍较低的问题,提出了一种基于边缘检测的医学图像多类分类新方法。首先对乳腺X光医学图像进行预处理包括图像去噪和图像增强,再通过边缘检测方法,获取乳腺X光医学图像中的肿块区域,对检测到的肿块区域使用灰度共生矩阵提取特征,对于提取到的特征,采用支持向量机（Support vector machine,SVM）的方法进行分类;对于检测不到肿块区域的乳腺X光医学图像可直接分类为无乳腺癌（即正常）类。实验结果表明,与传统的支持向量机多类分类算法相比,基于边缘检测的医学图像多类分类新方法在乳腺X光医学图像上具有更高的分类精度。     

一种基于语义的图像数据库分类系统

实现了一种分等级的图像数据库自动语义分类系统，其中主要涉及白天、夜晚、日出／日落、室内、室外、建筑物以及风景等几个典型的语义信息。通过对图像的信息以及现有底层特征的分析，针对各级分类提取了一些判别能力好的特征。采用支持向量机(SVM)作为分类器；同时为了提高分类准确率，将支持向量机的输出改为概率形式，引入拒绝机制来拒绝一些置信度较低的样本。将Coogle检索出来的图像作为系统的测试样本取得了很好的分类结果，实验表明本系统可以对Google检索系统的结果进行一定的改进。     

SSPS: A Semi-Supervised Pattern Shift for Classification

Recently, a great amount of efforts have been spent in the research of unsupervised and (semi-)supervised dimensionality reduction (DR) techniques, and DR as a preprocessor is widely applied into classification learning in practice. However, on the one hand, many DR approaches cannot necessarily lead to a better classification performance. On the other hand, DR often suffers from the problem of estimation of retained dimensionality for real-world data. Alternatively, in this paper, we propose a new semi-supervised data preprocessing technique, named semi-supervised pattern shift (SSPS). The advantages of SSPS lie in the fact that not only the estimation of retained dimensionality can be avoided naturally, but a new shifted pattern representation that may be more favorable to classification is obtained as well. As a further extension of SSPS, we develop its fast and out-of-sample versions respectively, both of which are based on a shape-preserved subset selection trick. The final experimental results demonstrate that the proposed SSPS is promising and effective in classification application.     

基于SVM的POL-SAR图像分类研究

提出了一种将物理散射机理、纹理信息和SVM结合起来用于POL-SAR图像分类的方法。实验数据选取德国Oberpfaffenhofen实验区域（DE）的DLR ESAR L波段全极化数据,实验区域包括自然植被,如森林、田地和人造目标如建筑、机场跑道等。首先利用OEC分解得到了散射特征,然后提取HH和HV通道图像的纹理特征,并用SVM进行特征选择及分类。然后在上述特征中加入Freeman分解的散射特征重复试验,取得了较好的结果。试验证明了将散射特征和纹理特征结合起来对地物进行分类是有效的,同时也证明了用SVM进行特征选择的有效性。     

一种基于紧密度的半监督文本分类方法

自动的文本分类已经成为一个重要的研究课题。在实际的应用情况下,很多训练语料都只有一个数目有限的正例集合,同时语料中的正例和未标注文档在数量上的分布通常也是不均衡的。因此这种文本分类任务有着不同于传统的文本分类任务的特点,传统的文本分类器如果直接应用到这类问题上,也难以取得令人满意的效果。因此,本文提出了一种基于紧密度衡量的方法来解决这一类问题。由于没有标注出来的负例文档,所以,本文先提取出一些可信的负例,然后再根据紧密度衡量对提取出的负例集合进行扩展,进而得到包含正负例的训练集合,从而提高分类器的性能。该方法不需要借助特别的外部知识库来对特征提取,因此能够比较好的应用到各个不同的分类环境中。在TREC’05(国际文本检索会议)的基因项目的文本分类任务语料上的实验表明,该算法在解决半监督文本分类问题中取得了优异的成绩。     

基于伪标签深度学习的高光谱影像半监督分类

研究了一种仅利用少量标记点训练深度卷积神经网络并对高光谱影像进行分类的方法。以图像分割获得的同质区增加训练样本数目；借助这些增加的样本训练初始分类器并预测所有未知点的初始类别；将每一初始类别聚集为适当的类簇，以类簇号作为伪标签对深度卷积网进行预训练；最后利用经过同质区增加的训练样本精调预训练深度卷积网。实验结果证明新方法可以在仅用少量实际标记样本的情况下成功地训练深度卷积网，对高光谱数据进行有效分类。     

基于SVM的图像分类

现有的图像检索系统多是针对底层特征的系统,而人类往往习惯于在语义级别进行相似性判别。如何跨越底层特征和高层语义之间的＂鸿沟＂,成为基于内容检索的研究重点。本文提出一种利用SVM提取图像的高层特征,然后对图像进行语义级别的分类。实验结果表明,该方法在一定程度上跨越＂语义鸿沟＂。