基于信息熵加权词包模型的扣件图像检测

针对传统“视觉词包模型”在进行铁路扣件检测时忽略图像结构而导致的区分能力不强的问题,提出一种基于信息熵加权词包模型的扣件检测模型EW_BOW。在传统“视觉词包模型”的基础上,引入信息熵对扣件图像局部区域的词包模型的词频进行加权处理,加强词包模型对不同类别扣件的区分性,并利用潜在狄利克雷分布学习扣件图像的主题分布。最后,采用支持向量机对扣件进行分类识别。对四类扣件图像的分类实验证明该模型能够有效提高扣件分类精确度。     

基于语义短语的空间金字塔词袋模型图像分类方法

针对空间金字塔词袋模型缺少对局部特征之间语义分布关系的表达,提出了一种基于语义短语的空间金字塔词袋模型图像表示方法.首先,将局部特征映射为具有一定语义信息的视觉单词,通过统计局部特征邻域范围内其他相关特征点的语义分布情况来构造语义短语.其次,将语义短语采用稀疏编码进行量化生成语义词典,图像则表示成基于语义词典的空间金字塔式稀疏统计直方图向量.最后,将图像表示向量代入分类器中进行训练和测试.实验结果表明,本文方法能够较大幅度地提高图像分类的准确率.     

一种基于融合重构的子空间学习的零样本图像分类方法

图像分类是计算机视觉中一个重要的研究子领域.传统的图像分类只能对训练集中出现过的类别样本进行分类.然而现实应用中,新的类别不断涌现,因而需要收集大量新类别带标记的数据,并重新训练分类器.与传统的图像分类方法不同,零样本图像分类能够对训练过程中没有见过的类别的样本进行识别,近年来受到了广泛的关注.零样本图像分类通过语义空间建立起已见类别和未见类别之间的关系,实现知识的迁移,进而完成对训练过程中没有见过的类别样本进行分类.现有的零样本图像分类方法主要是根据已见类别的视觉特征和语义特征,学习从视觉空间到语义空间的映射函数,然后利用学习好的映射函数,将未见类别的视觉特征映射到语义空间,最后在语义空间中用最近邻的方法实现对未见类别的分类.但是由于已见类和未见类的类别差异,以及图像的分布不同,从而容易导致域偏移问题.同时直接学习图像视觉空间到语义空间的映射会导致信息损失问题.为解决零样本图像分类知识迁移过程中的信息损失以及域偏移的问题,本文提出了一种图像分类中基于子空间学习和重构的零样本分类方法.该方法在零样本训练学习阶段,充分利用未见类别已知的信息,来减少域偏移,首先将语义空间中的已见类别和未见类别之间的关系迁移到视觉空间中,学习获得未见类别视觉特征原型.然后根据包含已见类别和未见类别在内的所有类别的视觉特征原型所在的视觉空间和语义特征原型所在的语义空间,学习获得一个潜在类别原型特征空间,并在该潜在子空间中对齐视觉特征和语义特征,使得所有类别在潜在子空间中的表示既包含视觉空间下的可分辨性信息,又包含语义空间下的类别关系信息,同时在子空间的学习过程中利用重构约束,减少信息损失,同时也缓解了域偏移问题.最后零样本分类识别阶段,在不同的空间下根据最近邻算法对未见类别样本图像进行分类.本文的主要贡献在于:一是通过对语义空间中类别间关系的迁移,学习获得视觉空间中未见类别的类别原型,使得在训练过程中充分利用未见类别的信息,一定程度上缓解域偏移问题.二是通过学习一个共享的潜在子空间,该子空间既包含了图像视觉空间中丰富的判别性信息,也包含了语义空间中的类别间关系信息,同时在子空间学习过程中,通过重构,缓解知识迁移过程中信息损失的问题.本文在四个公开的零样本分类数据集上进行对比实验,实验结果表明本文提出的零样本分类方法取得了较高的分类平均准确率,证明了本文方法的有效性.     

词包模型中视觉单词歧义性分析

传统词包(BOW)模型中的视觉单词是通过无监督聚类图像块的特征向量得到的,没有考虑视觉单词的语义信息和语义性质。为解决该问题,提出一种基于文本分类的视觉单词歧义性分析方法。利用传统BOW模型生成初始视觉单词词汇表,使用文档频率、χ2分布和信息增益这3种文本分类方法分析单词语义性质,剔除具有低类别信息的歧义性单词,并采用支持向量机分类器实现图像分类。实验结果表明,该方法具有较高的分类精度。     

多特征融合的场景图像分类算法

提出了一种Gabor-LBP频域纹理特征与词包模型语义特征相结合的场景图像分类算法.利用Gabor变换得到的频域信息,及对应的LBP特征,与视觉词包模型（BOW）提取的语义特征自适应相融合,实现分类.为了验证本文算法,利用两个标准图像测试库进行比较测试,实验结果表明,本文算法在改善图像纹理表达上具有明显优势,特别是对于图像的光照、旋转、尺度都具有很好的鲁棒性.     

基于词性特征的CNN_BiGRU文本分类模型

传统词嵌入通常将词项的不同上下文编码至同一参数空间,造成词向量未能有效辨别多义词的语义;CNN网络极易关注文本局部特征而忽略文本时序语义,BiGRU网络善于学习文本时序整体语义,造成关键局部特征提取不足.针对上述问题,提出一种基于词性特征的CNN_BiGRU文本分类模型.引入词性特征构建具有词性属性的词性向量;将词性向量与词向量交叉组合形成增强词向量,以改善文本表示;采用CNN网络获取增强词向量的局部表示,利用BiGRU网络捕获增强词向量的全局上下文表示;融合两模型学习的表示形成深度语义特征;将该深度语义特征连接至Softmax分类器完成分类预测.实验结果表明,该模型提高了分类准确率,具有良好的文本语义建模和识别能力.     

集成模糊LSA与MIL的图像分类算法

针对自然图像的分类问题,提出一种基于模糊潜在语义分析(LSA)与直推式支持向量机(TSVM)相结合的半监督多示例学习(MIL)算法.该算法将图像当作多示例包,分割区域的底层视觉特征当作包中的示例.为了将MIL问题转化成单示例问题进行求解,首先利用K-Means方法对训练包中所有的示例进行聚类,建立"视觉词汇表";然后根据"视觉字"与示例之间的距离定义模糊隶属度函数,建立模糊"词-文档"矩阵,再采用LSA方法获得多示例包(图像)的模糊潜在语义模型,并通过该模型将每个多示例包转化成单个样本;采用半监督的TSVM训练分类器,以利用未标注图像来提高分类精度.基于Corel图像库的对比实验结果表明,与传统的LSA方法相比,模糊LSA的分类准确率提高了5.6%,且性能优于其他分类方法.     

空间约束特征组合与选择的中国剪纸识别

针对中国剪纸识别中存在底层形状特征难以表达高层语义这一"语义鸿沟"问题,提出基于空间约束特征组合与选择的中国剪纸分类识别方法.首先结合空间金字塔模型和上下文相关直方图提取剪纸形状特征,从而得到具有空间信息底层特征;然后通过AdaBoost对所提取的形状特征进行组合和选择,以进一步获取剪纸图像的区别性特征;最终实现剪纸图像的识别.     

采用上下文金字塔特征的场景分类

为了能有效地表述场景图像的语义特性,提出一种基于图像块上下文信息的场景图像分类框架.首先用规则网格将图像分块,并提取每个块的SIFT特征;然后用K均值算法对训练图像的块特征聚类,形成块类型的码本;再根据此码本对图像块进行量化,得到图像的视觉词汇表示,形成视觉词汇图,并在其上建立2类视觉词汇模型:相邻共现的不同视觉词汇对模型和连续共现的相同视觉词汇群模型;最后应用空间金字塔匹配建立视觉词汇的上下文金字塔特征,并采用SVM分类器进行分类.实验结果证明,在常用的场景图像库上,文中方法比已有的典型方法具有更好的场景分类性能.     

基于潜在语义主题融合的铁路扣件状态检测

针对现有单一底层特征识别扣件状态的算法存在描述能力差、特征维度过高等问题,提出一种基于两种扣件底层特征的潜在语义主题融合的扣件检测模型.通过潜在狄利克雷分布(LDA)模型分别获取扣件图像的局部二值模式(LBP)特征和方向梯度直方图(HOG)特征的扣件语义主题向量.将这两种语义主题向量进行加权融合,权值由该图像LBP特征图和其梯度图的信息熵来确定.以该向量训练分类器,判断待检扣件状态.实验表明:与目前的主流扣件检测方法相比,该方法的漏检率和误检率明显降低,检测能力显著增强.