基于最远总距离采样的代价敏感主动学习

主动学习旨在通过人机交互减少专家标注,代价敏感主动学习则致力于平衡标注与误分类代价。基于三支决策（3WD）和标签均匀分布（LUD）模型,提出一种基于最远总距离采样的代价敏感主动学习算法（CAFS）。首先,设计了最远总距离采样策略,以查询代表性样本的标签;其次,利用了LUD模型和代价函数,计算期望采样数目;最后,使用了k-Means聚类技术分裂已获得不同标签的块。CAFS算法利用三支决策思想迭代地进行标签查询、实例预测和块分裂,直至处理完所有实例。学习过程在代价最小化目标的控制下进行。在9个公开数据上比较,CAFS比11个主流的算法具有更低的平均代价。     

基于主动学习和半监督学习的多类图像分类

多数图像分类算法需要大量的训练样本对分类器模型进行训练.在实际应用中, 对大量样本进行标注非常枯燥、耗时.对于一些特殊图像,如合成孔径雷达 (Synthetic aperture radar, SAR)图像, 对其内容判读非常困难,因此能够获得的标注样本数量非常有限. 本文将基于最优标号和次优标号(Best vs second-best, BvSB)的主动学习和带约束条件的自学习(Constrained self-training, CST) 引入到基于支持向量机(Support vector machine, SVM)分类器的图像分类算法中,提出了一种新的图像分类方法.通过BvSB 主动学习去挖掘那些对当前分类器模型最有价值的样本进行人工标注,并借助CST半 监督学习进一步利用样本集中大量的未标注样本,使得在花费较小标注代价情况下, 能够获得良好的分类性能.将新方法与随机样本选择、基于熵的不确定性采样主动学 习算法以及BvSB主动学习方法进行了性能比较.对3个光学图像集及1个SAR图像集分类 问题的实验结果显示,新方法能够有效地减少分类器训练时所需的人工标注样本的数 量,并获得较高的准确率和较好的鲁棒性.     

加权投票采样学习在用户信用评级中的应用

以委员会投票查询算法为基础,提出在采样过程中动态修正分类器成员权值的加权投票方法。在对无标签样本标注价值评估中,该方法能够强化高精度分类器成员的查询贡献,降低高误差成员的投票影响,减少机器训练过程中的标注学习次数。通过在UCI的Statlog（Australian Credit Approval）数据集上对用户信用度级别进行识别,并比较于其他采样方法,证明该方法能够用较小的采样标注代价获取稳定的泛化精度。     

基于连续预测的半监督学习图像语义标注

为了在图像底层特征与高层语义之间建立关系,提高图像自动标注的精确度,结合基于图学习的方法和基于分类的标注算法,提出了基于连续预测的半监督学习图像语义标注的方法,并对该方法的复杂度进行分析。该方法利用标签数据提供的信息和标签事例与无标签事例之间的关系,根据邻接点(事例)属于同一个类的事实,构建K邻近图。用一个基于图的分类器,通过核函数有效地计算邻接信息。在建立图的基础上,把经过划分后的样本节点集通过基于连续预测的多标签半监督学习方法进行标签传递。实验表明,提出的算法在图像标注中的标注词的平均查准率、平均查全率方面有显著的提高。     

基于自适应稀疏邻域重构的无监督主动学习算法

在很多信息处理任务中,人们容易获得大量的无标签样本,但对样本进行标注是非常费时和费力的。作为机器学习领域中一种重要的学习方法,主动学习通过选择最有信息量的样本进行标注,减少了人工标注的代价。然而,现有的大多数主动学习算法都是基于分类器的监督学习方法,这类算法并不适用于无任何标签信息的样本选择。针对这个问题,借鉴最优实验设计的算法思想,结合自适应稀疏邻域重构理论,提出基于自适应稀疏邻域重构的主动学习算法。该算法可以根据数据集各区域的不同分布自适应地选择邻域规模,同步完成邻域点的搜寻和重构系数的计算,能在无任何标签信息的情况下较好地选择最能代表样本集分布结构的样本。基于人工合成数据集和真实数据集的实验表明,在同等标注代价下,基于自适应稀疏邻域重构的主动学习算法在分类精度和鲁棒性上具有较高的性能。     

基于分类间隔增强的不平衡多标签学习算法

传统的多标签学习算法一般没有考虑标签的不均衡性,从而忽略了标签不平衡给分类带来的影响。但统计发现,目前常用的多标签数据集均存在标签不均衡问题,且少数类标签往往更加重要。基于此,本文提出了一种基于分类间隔增强的不平衡多标签学习算法（Imbalanced multi-label learning algorithm based on classification interval enhanced, MLCIE）,旨在利用各标签分类间隔的重构来增强分类器对少数类标签样本的学习效率,提升样本标签质量,从而减少多标签不平衡对分类器学习精度的影响。首先利用各标签密度与条件熵计算各标签的不确定性系数;然后构建分类间隔增强矩阵,将各标签独有的密度信息融入到原始标签矩阵中,获取平衡的标签空间;最后使用极限学习机作为线性分类器进行分类。本文在11个多标签标准数据集上与其他7种多标签学习算法进行对比实验,结果表明本文算法在解决标签不平衡问题上有一定效果。     

一种基于局部分类精度的多源在线迁移学习算法

近年来,迁移学习得到越来越多的关注.现有的在线迁移学习算法一般从单个源领域迁移知识,然而,当源领域与目标领域相似度较低时,很难进行有效的迁移学习.基于此,提出了一种基于局部分类精度的多源在线迁移学习方法——LC-MSOTL.LC-MSOTL存储多个源领域分类器,计算新到样本与目标领域已有样本之间的距离以及各源领域分类器对其最近邻样本的分类精度,从源领域分类器中挑选局部精度最高的分类器与目标领域分类器加权组合,从而实现多个源领域知识到目标领域的迁移学习.在人工数据集和实际数据集上的实验结果表明,LC-MSOTL能够有效地从多个源领域实现选择性迁移,相对于单源在线迁移学习算法OTL,显示出了更高的分类准确率.     

基于主动学习的分类器融合算法

本文提出了基于主动学习的分类融合算法,将度量层输出的分类器融合问题看作二级分类器的设计问题,将SVM主动学习引入二级分类器设计。该算法在有效减少标注代价的同时获得了较高的分类性能。实验证明该算法在分类性能和标注代价两方面都优于传统分类器融合方法。     

基于主动学习和自学习的噪声源识别方法

多数分类识别算法需要大量的已标注样本对分类模型进行训练。实际应用中,对大量样本进行标注枯燥耗时且代价昂贵,因此能够获得的已标注样本数量非常有限。将基于不确定性样本的主动学习和代表性样本的自学习方法引入到基于支持向量数据描述的分类模型中,提出了一种新的分类识别方法。通过主动学习去挖掘那些对当前分类模型最有价值的样本进行人工标注,并借助自学习方法进一步利用样本集中大量的未标注样本,使得在花费较小的标注代价下,能够获得良好的分类性能。在潜艇机械噪声源识别问题上的实验结果验证了该方法能有效降低样本标注代价。     

图像分类的随机半监督采样方法

为更好地利用大量未标注图像样本信息来提高分类器性能,提出一种半监督学习的图像分类算法--随机半监督采样(RSSS).该算法采用迭代随机采样方法,每次采样中通过谱聚类估计未标注样本的类别值,使用SVM进行模型学习,逐步优化模型;同时,使用图像的局部空间直方图特征可以有效地结合图像的统计和空间信息,以提高分类准确度.实验结果表明,RSSS算法可以充分利用未标注样本信息提高分类器的性能,并且可以有效地消除几何变换带来的影响.     

自适应主动半监督学习方法

主动学习从大量无标记样本中挑选样本交给专家标记.现有的批抽样主动学习算法主要受3个限制：（1）一些主动学习方法基于单选择准则或对数据、模型设定假设,这类方法很难找到既有不确定性又有代表性的未标记样本;（2）现有批抽样主动学习方法的性能很大程度上依赖于样本之间相似性度量的准确性,例如预定义函数或差异性衡量;（3）噪声标签问题一直影响批抽样主动学习算法的性能.提出一种基于深度学习批抽样的主动学习方法.通过深度神经网络生成标记和未标记样本的学习表示和采用标签循环模式,使得标记样本与未标记样本建立联系,再回到相同标签的标记样本.这样同时考虑了样本的不确定性和代表性,并且算法对噪声标签具有鲁棒性.在提出的批抽样主动学习方法中,算法使用的子模块函数确保选择的样本集合具有多样性.此外,自适应参数的优化,使得主动学习算法可以自动平衡样本的不确定性和代表性.将提出的主动学习方法应用到半监督分类和半监督聚类中,实验结果表明,所提出的主动学习方法的性能优于现有的一些先进的方法.     

融合特征选取和学习策略的支持向量机研究

支持向量机是重要的机器学习方法之一,已成功解决了许多实际的分类问题。围绕如何提高支持向量机的分类精度与训练效率,以分类过程为主线,主要综述了在训练支持向量机之前不同的特征选取方法与学习策略。在此基础上,比较了不同的特征选取方法SFS,IWSS,IWSSr以及BARS的分类精度,分析了主动学习策略与支持向量机融合后获得的分类器在测试集上的分类精度与正确率/召回率平衡点两个性能指标。实验结果表明,包装方法与过滤方法相结合的特征选取方法能有效提高支持向量机的分类精度和减少训练样本量;在标签数据较少的情况下,主动学习能达到更好的分类精度,而为了达到相同的分类精度,被动学习需要的样本数量必须要达到主动学习的6倍。     

Transfer active learning by querying committee简

In real applications of inductive learning for classifi cation, labeled instances are often defi cient, and labeling them by an oracle is often expensive and time-consuming. Active learning on a single task aims to select only informative unlabeled instances for querying to improve the classifi cation accuracy while decreasing the querying cost. However, an inevitable problem in active learning is that the informative measures for selecting queries are commonly based on the initial hypotheses sampled from only a few labeled instances. In such a circumstance, the initial hypotheses are not reliable and may deviate from the true distribution underlying the target task. Consequently, the informative measures will possibly select irrelevant instances. A promising way to compensate this problem is to borrow useful knowledge from other sources with abundant labeled information, which is called transfer learning. However, a signifi cant challenge in transfer learning is how to measure the similarity between the source and the target tasks. One needs to be aware of different distributions or label assignments from unrelated source tasks;otherwise, they will lead to degenerated performance while transferring. Also, how to design an effective strategy to avoid selecting irrelevant samples to query is still an open question. To tackle these issues, we propose a hybrid algorithm for active learning with the help of transfer learning by adopting a divergence measure to alleviate the negative transfer caused by distribution differences. To avoid querying irrelevant instances, we also present an adaptive strategy which could eliminate unnecessary instances in the input space and models in the model space. Extensive experiments on both the synthetic and the real data sets show that the proposed algorithm is able to query fewer instances with a higher accuracy and that it converges faster than the state-of-the-art methods.     

一种基于Tri-training的半监督多标记学习文档分类算法

多标记学习主要用于解决因单个样本对应多个概念标记而带来的歧义性问题,而半监督多标记学习是近年来多标记学习任务中的一个新的研究方向,它试图综合利用少量的已标记样本和大量的未标记样本来提高学习性能。为了进一步挖掘未标记样本的信息和价值并将其应用于文档多标记分类问题,该文提出了一种基于Tri-training的半监督多标记学习算法(MKSMLT),该算法首先利用k近邻算法扩充已标记样本集,结合Tri-training算法训练分类器,将多标记学习问题转化为标记排序问题。实验表明,该算法能够有效提高文档分类性能。     

页岩气储层预测的多标签主动学习算法

针对页岩气储层数据获取困难、标签稀缺、标注成本高昂的问题,提出一种多标准主动查询的多标签学习(MAML)算法.首先,考虑样本的信息性和代表性来对样本进行初步处理;其次,加入包括属性差异性和标签丰富性的样本丰富性约束,在此基础上选择有价值的样本进行标签查询;最后,利用多标签学习算法来预测剩余样本的标签.通过11个Yaho...     

结合半监督与主动学习的时间序列PU问题分类

目前基于PU问题的时间序列分类常采用半监督学习对未标注数据集[U]中数据进行自动标注并构建分类器,但在这种方法中,边界数据样本类别的自动标注难以保证正确性,从而导致构建分类器的效果不佳。针对以上问题,提出一种采用主动学习对未标注数据集[U]中数据进行人工标注从而构建分类器的方法OAL（Only Active Learning）,基于投票委员会（QBC）对标注数据集构建多个分类器进行投票,以计算未标注数据样本的类别不一致性,并综合考虑数据样本的分布密度,计算数据样本的信息量,作为主动学习的数据选择策略。鉴于人工标注数据量有限,在上述OAL方法的基础上,将主动学习与半监督学习相结合,即在主动学习迭代过程中,将类别一致性高的部分数据样本自动标注,以增加训练数据中标注数据量,保证构建分类器的训练数据量。实验表明了该方法通过部分人工标注,相比半监督学习,能够为PU数据集构建更高准确率的分类器。     

Multi-label active learning by model guided distribution matching

Multi-label learning is an effective framework for learning with objects that have multiple semantic labels, and has been successfully applied into many real-world tasks. In contrast with traditional single-label learning, the cost of labeling a multi-label example is rather high, thus it becomes an important task to train an effectivemulti-label learning model with as few labeled examples as possible. Active learning, which actively selects the most valuable data to query their labels, is the most important approach to reduce labeling cost. In this paper, we propose a novel approach MADM for batch mode multi-label active learning. On one hand, MADM exploits representativeness and diversity in both the feature and label space by matching the distribution between labeled and unlabeled data. On the other hand, it tends to query predicted positive instances, which are expected to be more informative than negative ones. Experiments on benchmark datasets demonstrate that the proposed approach can reduce the labeling cost significantly.     

一种基于EM和分类损失的半监督主动DBN学习算法

对于建立动态贝叶斯网络(DBN)分类模型时,带有类标注样本数据集获得困难的问题,提出一种基于EM和分类损失的半监督主动DBN学习算法.半监督学习中的EM算法可以有效利用未标注样本数据来学习DBN分类模型,但是由于迭代过程中易于加入错误的样本分类信息而影响模型的准确性.基于分类损失的主动学习借鉴到EM学习中,可以自主选择有用的未标注样本来请求用户标注,当把这些样本加入训练集后能够最大程度减少模型对未标注样本分类的不确定性.实验表明,该算法能够显著提高DBN学习器的效率和性能,并快速收敛于预定的分类精度.     

Incremental Multi-Label Learning with Active Queries

In multi-label learning,it is rather expensive to label instances since they are simultaneously associated with multiple labels.Therefore,active learning,which reduces the labeling cost by actively querying the labels of the most valuable data,becomes particularly important for multi-label learning.A good multi-label active learning algorithm usually consists of two crucial elements:a reasonable criterion to evaluate the gain of querying the label for an instance,and an effective classification model,based on whose prediction the criterion can be accurately computed.In this paper,we first introduce an effective multi-label classification model by combining label ranking with threshold learning,which is incrementally trained to avoid retraining from scratch after every query.Based on this model,we then propose to exploit both uncertainty and diversity in the instance space as well as the label space,and actively query the instance-label pairs which can improve the classification model most.Extensive experiments on 20 datasets demonstrate the superiority of the proposed approach to state-of-the-art methods.     

适于数据流组合分类的直推学习方法

在进行组合决策时,已有的组合分类方法需要对多个组合分类器均有效的公共已知标签训练样本。为了解决在没有已知标签样本的情况下数据流组合分类决策问题,提出一种基于约束学习的数据流组合分类器的融合策略。在判定测试样本上的决策时,根据直推学习理论设计满足每一个局部分类器约束度量的方法,保证了约束的可行性,解决了分布式分类聚集时最大熵的直推扩展问题。测试数据集上的实验证明,与已有的直推学习方法相比,此方法可以获得更好的决策精度,可以应用于数据流组合分类的融合。