基于局部标记信息的多标记学习算法

一个样例的标记信息可能会对附近其他样例的学习提供有用信息,特别是在数据比较匮乏的情况下,利用已标记数据与未标记数据间的相关性,能够在一定程度上避免因数据不足所造成的误差。针对样例之间的相关性研究,提出基于局部标记信息的多标记学习算法,算法首先获取样例的局部标记信息,然后将样例的局部标记信息引入属性空间构造新的样例集合,并根据新的样例集合进行分类。实验结果表明,算法的分类性能得到较大提升,且优于其他常用多标记学习算法。     

基于近邻加权及多示例的多标记学习改进算法

多数多标记学习方法通过在输出空间中,单示例同时与多个类别标记相关联表示多义性,目前有研究通过在输入空间将单一示例转化为示例包,建立包中多示例与多标记的联系。算法在生成示例包时采用等权重平均法计算每个标记对应样例的均值。由于数据具有局部分布特征,在计算该均值时考虑数据局部分布,将会使生成的示例包更加准确。本论文充分考虑数据分布特性,提出新的分类算法。实验表明改进算法性能优于其他常用多标记学习算法。     

融合特征排序的多标记特征选择算法

在多标记学习框架中,特征选择是解决维数灾难,提高多标记分类器的有效手段。提出了一种融合特征排序的多标记特征选择算法。该算法首先在各标记下进行自适应的粒化样本,以此来构造特征与类别标记之间的邻域互信息。其次,对得到邻域互信息进行排序,使得每个类别标记下均能得到一组特征排序。最后,多个独立的特征排序经过聚类融合成一组新的特征排序。在4个多标记数据集和4个评价指标上的实验结果表明,所提算法优于一些当前流行的多标记降维方法。     

基于标记权重的多标记特征选择算法

在多标记学习中,特征选择是解决多标记数据高维性的有效手段。每个标记对样本的可分性程度不同,这可能会为多标记学习提供一定的信息。基于这一假设,提出了一种基于标记权重的多标记特征选择算法。该算法首先利用样本在整个特征空间的分类间隔对标记进行加权,然后将特征在整个标记集合下对样本的可区分性作为特征权重,以此衡量特征对标记集合的重要性。最后,根据特征权重对特征进行降序排列,从而得到一组新的特征排序。在6个多标记数据集和4个评价指标上的实验结果表明,所提算法优于一些当前流行的多标记特征选择算法。     

用于多标记学习的K近邻改进算法*

ML-KNN是应用KNN算法思想解决多标记学习问题的一种算法,但存在时间复杂度高和少数类分类精度低的问题.提出一种加权ML-KNN算法WML-KNN,通过取样和加权的方法,在降低算法时间复杂度的同时提高少数类的分类精度.实验表明,WML-KNN算法性能优于其他常用多标记算法.     

基于改进卷积神经网络的多标记分类算法

良好的特征表达是提高模型性能的关键,然而当前在多标记学习领域,特征表达依然采用人工设计的方式,所提取的特征抽象程度不高,包含的可区分性信息不足。针对此问题,提出了基于卷积神经网络的多标记分类模型ML_DCCNN,该模型利用卷积神经网络强大的特征提取能力,自动学习能刻画数据本质的特征。为了解决深度卷积神经网络预测精度高,但训练时间复杂度不低的问题,ML_DCCNN利用迁移学习方法缩减模型的训练时间,同时改进卷积神经网络的全连接层,提出双通道神经元,减少全连接层的参数量。实验表明,与传统的多标记分类算法以及已有的基于深度学习的多标记分类模型相比,ML_DCCNN保持了较高的分类精度并有效地提高了分类效率,具有一定的理论与实际价值。     

基于标记补充的多标记特征选择算法

已有的多标记特征选择方法主要根据特征与标记之间的依赖度以及特征与特征之间的冗余度确定每个特征的重要度,然后根据重要度进行特征选择,常常忽略标记关系对特征选择的影响。针对上述问题,引入邻域互信息设计了基于标记补充的多标记特征选择算法（Multi-label feature selection algorithm based on label complementarity,MLLC）,该算法将依赖度、冗余度以及标记关系作为特征重要度的评价要素,然后基于这3个要素重新设计特征重要度评估函数,使得选取的特征能够获得更佳的分类性能。最后,在6个多标记数据集上验证了MLLC算法的有效性和鲁棒性。     

基于图谱的多标记特征选择算法

特征选择在传统的单标记问题中已经得到深入的研究,但是大多数传统的特征选择算法却无法用于多标记问题。这是因为多标记问题中的每一个数据样本都同时与多个类标相关联,此时需要设计新的指标来评价特征。并且由于多个类标之间通常存在一定的关联性,在设计特征选择算法时还需要对类标的结构进行建模以利用类标的关联信息。采用谱特征选择(spectral feature selection,SPEC)框架解决上述问题。SPEC所需的相似性矩阵和图结构由样本类标的Jaccard相似性来构建,它能反映类标间的关联性。此外,所提出的方法属于过滤器模型,它独立于分类算法且不需要将多标记问题转化为单标记问题来处理。在现实世界数据集上的实验验证了所提出算法的正确性和较好的性能。     

基于树型依赖结构的多标记分类算法

在多标记学习中,发现与利用各标记之间的依赖关系能提高学习算法的性能。文中基于分类器链模型提出一种针对性的多标记分类算法。该算法首先量化标记间的依赖程度,并构建标记之间明确的树型依赖结构,从而可减弱分类器链算法中依赖关系的随机性,并将线性依赖关系泛化成树型依赖关系。为充分利用标记间的相互依赖关系,文中采用集成学习技术进一步学习并集成多个不同的标记树型依赖结构。实验结果表明,同分类器链等算法相比,该算法经过集成学习后有更好的分类性能,其能更有效地学习标记间的依赖关系。     

基于指数损失间隔的多标记特征选择算法

在多标记学习的任务中,多标记学习的每个样本可被多个标签标记,比单标记学习的应用空间更广关注度更高,多标记学习可以利用关联性提高算法的性能。在多标记学习中,传统特征选择算法已不再适用,一方面,传统的特征选择算法可被用于单标记的评估标准。多标记学习使得多个标记被同时优化;而且在多标记学习中关联信息存在于不同标记间。因此,可设计一种能够处理多标记问题的特征选择算法,使标记之间的关联信息能够被提取和利用。通过设计最优的目标损失函数,提出了基于指数损失间隔的多标记特征选择算法。该算法可以通过样本相似性的方法,将特征空间和标记空间的信息融合在一起,独立于特定的分类算法或转换策略。优于其他特征选择算法的分类性能。在现实世界的数据集上验证了所提算法的正确性以及较好的性能。     

一种基于标签相关性的类属属性多标签分类算法

多标签学习中一个样本可同时属于多个类别标签,每个标签都可能拥有反映该标签特定特点的特征,即类属属性,目前已经出现了基于类属属性的多标签分类算法LIFT。针对LIFT算法中未考虑标签之间相互关系的问题,提出一种基于标签相关性的类属属性多标签分类算法CLLIFT。该算法使用标签距离度量标签之间的相关性,通过在类属属性空间附加相关标签的方式完成标签相关性的引入,以达到提升分类性能的目的。在四个多标签数据集上的实验结果表明,所提算法与LIFT算法相比在多个多标签评价指标上平均提升21.1%。     

融合标记独有属性特征的k近邻多标记分类新算法

在多标记学习系统中,每个样本同时与多个类别标记相关,却均由一个属性特征向量描述。大部分已有的多标记分类算法采用的共同策略是使用相同的属性特征集合预测所有的类别标记,但它并非最佳选择,原因在于每个标记可能与其自身独有的属性特征相关性最大。针对这一问题,提出了融合标记独有属性特征的k近邻多标记分类算法—IML-kNN。首先对多标记数据的特征向量进行预处理,分别为每类标记构造对该类标记最具有判别能力的属性特征;然后基于得到的属性特征使用改进后的ML-kNN算法进行分类。实验结果表明,IML-kNN算法在yeast和image数据集上的性能明显优于ML-kNN算法以及其他3种常用的多标记分类算法。     

基于Tri-training的半监督多标记学习算法

传统的多标记学习是监督意义下的学习,它要求获得完整的类别标记.但是当数据规模较大且类别数目较多时,获得完整类别标记的训练样本集是非常困难的.因而,在半监督协同训练思想的框架下,提出了基于Tri-training的半监督多标记学习算法（SMLT）.在学习阶段,SMLT引入一个虚拟类标记,然后针对每一对类别标记,利用协同训练机制Tri-training算法训练得到对应的分类器;在预测阶段,给定一个新的样本,将其代入上述所得的分类器中,根据类别标记得票数的多少将多标记学习问题转化为标记排序问题,并将虚拟类标记的得票数作为阈值对标记排序结果进行划分.在UCI中4个常用的多标记数据集上的对比实验表明,SMLT算法在4个评价指标上的性能大多优于其他对比算法,验证了该算法的有效性.     

主动学习的多标签图像在线分类

目的在多标签有监督学习框架中,构建具有较强泛化性能的分类器需要大量已标注训练样本,而实际应用中已标注样本少且获取代价十分昂贵。针对多标签图像分类中已标注样本数量不足和分类器再学习效率低的问题,提出一种结合主动学习的多标签图像在线分类算法。方法基于min-max理论,采用查询最具代表性和最具信息量的样本挑选策略主动地选择待标注样本,且基于KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件在线地更新多标签图像分类器。结果在4个公开的数据集上,采用4种多标签分类评价指标对本文算法进行评估。实验结果表明,本文采用的样本挑选方法比随机挑选样本方法和基于间隔的采样方法均占据明显优势;当分类器达到相同或相近的分类准确度时,利用本文的样本挑选策略选择的待标注样本数目要明显少于采用随机挑选样本方法和基于间隔的采样方法所需查询的样本数。结论本文算法一方面可以减少获取已标注样本所需的人工标注代价;另一方面也避免了传统的分类器重新训练时利用所有数据所产生的学习效率低下的问题,达到了当新数据到来时可实时更新分类器的目的。     

一种半监督的多标签Boosting分类算法

针对标记数据不足的多标签分类问题,提出一种新的半监督Boosting算法,即基于函数梯度下降方法给出一种半监督Boosting多标签分类的框架,并将非标记数据的条件熵作为一个正则化项引入分类模型。实验结果表明,对于多标签分类问题,新的半监督Boosting算法的分类效果随着非标记数据数量的增加而显著提高,在各方面都优于传统的监督Boosting算法。     

多标记学习研究综述

多标记学习考虑一个对象与多个类别标记相关联的情况,是当前国际机器学习领域研究的热点问题之一。多标记学习的研究主要围绕降低特征空间和标记空间的复杂性,提高多标记学习算法的精度而展开。针对这一特点,从多标记分类、标记排序、多标记维度约简和标记相关性分析四个方面,对多标记学习的研究进展进行了归纳与阐述,分析了当前多标记学习存在的问题。最后指出了目前多标记学习若干发展方向,为该领域的进一步研究提供参考。     

基于覆盖的多标记学习方法研究

多标记学习是实际应用中的一类常见问题,覆盖算法在单标记学习中表现出了优秀的性能,但无法处理多标记情况。将覆盖算法推广到多标记学习中,针对多标记学习的特点和评价指标,对算法的学习和构造过程进行了改造,给出待分类样本对各类别的隶属度。将算法应用于基因数据集和自然场景数据集的学习中,实验结果表明算法能够取得较好的分类效果,且相比于大多数同类算法有更高的性能。     

基于类属属性约简的多标记学习

在多标记学习中,由于不同的标记可能会带有自身的一些特性,所以目前已经出现了基于标记类属属性的多标记学习算法LIFT.然而,类属属性的构建可能会增加属性向量的维度,致使属性空间存在冗余信息.为此,借助模糊粗糙集提出了一种能够进行类属属性约简的多标记学习算法FRS-LIFT,其包含4个步骤:类属属性构建、属性维度约简、分类模型训练和未知样本预测.在5个多标记数据集上的实验结果表明,该算法与LIFT算法相比,不仅能够降低类属属性维数,而且在5种多标记评价指标上均具有较好的实验效果.