基于多模态多标记迁移学习的早期阿尔茨海默病诊断

针对当前基于机器学习的早期阿尔茨海默病（AD）诊断中训练样本不足的问题,提出一种基于多模态特征数据的多标记迁移学习方法,并将其应用于早期阿尔茨海默病诊断。所提方法框架主要包括两大模块：多标记迁移学习特征选择模块和多模态多标记分类回归学习器模块。首先,通过稀疏多标记学习模型对分类和回归学习任务进行有效结合;然后,将该模型扩展到来自多个学习领域的训练集,从而构建出多标记迁移学习特征选择模型;接下来,针对异质特征空间的多模态特征数据,采用多核学习技术来组合多模态特征核矩阵;最后,为了构建能同时用于分类与回归的学习模型,提出多标记分类回归学习器,从而构建出多模态多标记分类回归学习器。在国际老年痴呆症数据库（ADNI）进行实验,分类轻度认知功能障碍（MCI）最高平均精度为79.1%,预测神经心理学量表测试评分值最大平均相关系数为0.727。实验结果表明,所提多模态多标记迁移学习方法可以有效利用相关学习领域训练数据,从而提高早期老年痴呆症诊断性能。     

用于阿尔茨海默病诊断的权值分布特征学习

针对当前基于机器学习的早期阿尔茨海默病（AD）诊断中有标记训练样本不足的问题,提出一种基于多模态特征数据的权值分布稀疏特征学习方法,并将其应用于早期阿尔茨海默病的诊断.具体来说,该诊断方法主要包括两大模块：基于权值分布的Lasso特征选择模型（WDL）和大间隔分布分类机模型（LDM）.首先,为了获取多模态特征之间的数据分布信息,对传统Lasso模型进行改进,引入权值分布正则化项,从而构建出基于权值分布的Lasso特征选择模型;然后,为了有效地利用多模态特征之间的数据分布信息,以保持多模态特征之间的互补性,直接采用大间隔分布学习算法训练分类器.选取国际阿尔茨海默症数据库（ADNI）中202个多模态特征的被试者样本进行实验,分类AD最高平均精度为97.5%,分类轻度认知功能障碍（MCI）最高平均精度为83.1%,分类轻度认知功能障碍转化为AD（pMCI）最高平均精度为84.8%.实验结果表明,所提WDL特征学习方法可从串联的多模态特征学到性能更优的特征子集,并能根据权值分布获取多模态特征之间的数据分布信息,从而提高早期阿尔茨海默病诊断的性能.     

基于单词等级和关联性语义多模态主题模型的社会事件分类

多媒体社会事件分类问题是多媒体研究领域中的热点问题.现有基于有监督主题模型的社会事件分类方法,未充分利用语料库(文本、视觉等模态)的内部语义信息,模型分类性能有待进一步提升.针对此问题,提出了一种融合单词等级和单词文档关联性语义的多模态监督主题模型(multi-modal supervised topic model based on word rank and relevancesemanticweighting,DPRF-MMSTM),利用依存句法分析结果来划分文本模态单词对文档表征的贡献等级,挖掘出文本单词的等级语义;同时,考虑多模态单词的关联文档频数信息,用于单词文档关联性语义的提取;将2种语义融合到多模态单词的采样过程,实现基于有监督主题模型的社会事件分类.在多模态和单模态数据集上的对比实验表明,对比现有方法,DPRF-MMSTM模型在社会事件分类精度上分别提高了1.200%,1.630%,在主题一致性上分别提高了38.0%, 8.5%.     

基于深度学习的多模态生物特征融合模型

面对公安实战中获取的低质量生物特征数据,单模态生物特征识别技术的精度并不理想,现有的多模态融合算法存在融合层次单一、泛化性不强等问题,深度神经网络的发展为其提供了有效的解决途径。构建基于深度神经网络的多模态生物特征融合模型,将像素层、特征层、分数层等不同层次的融合方法统一到融合模型中,在像素层采用空间、通道和强度融合三种策略;在特征层通过反向传播整体优化模态专用分支与联合表示层,构建模态之间一阶依赖关系;在分数层使用基于Rank1评价和基于模态评价两种方法完成匹配分数融合。模拟实战数据构建虚拟同源多模态数据集进行模型验证。实验结果表明,多模态像素层融合方法提升效果有限,难以增强数据的区分度;多模态特征层融合方法相比单模态算法提升2.2个百分点;分数层融合方法相比单模态算法提升3.5个百分点,最佳检索精度可达99.6%。基于深度学习方法提出的多模态生物特征融合模型极大地提高了模型的泛化性和检索精度。     

基于模态相关性学习的细粒度分类

针对单模态细粒度分类方法难以区分图像间细微差异的问题,将多模态融合方法引入到细粒度分类任务中,充分利用多模态数据的相关性和互补性,提出了一种基于模态相关性学习的细粒度分类方法。该方法分为两个阶段,首先考虑到图像和文本数据之间的对应关系,利用它们的匹配程度作为约束来进行模型的预训练;接着,加载上一步得到的网络参数,先提取多模态特征,再利用文本特征指导图像特征的生成;最后,基于融合后的特征进行细粒度分类。该方法在UPMC-Food101、MEP-3M-MEATS和MEP-3M-OUTDOORS数据集上进行训练测试,分别达到91.13%、82.39%和93.17%的准确率。实验结果表明,该方法相对于传统的多模态融合方法具有更好的性能,是一种有效的细粒度分类方法。     

基于多视角学习的时序多模态情感分类研究

针对多模态融合效果不佳,不能充分挖掘特定时间段,多视角关键情感信息的问题,提出了一种基于多视角的时序多模态情感分类模型,用于提取特定时间段,多视角下的关键情感信息。首先,对文本标题及文本内容两种视角下的数据进行低维空间词嵌入和序列表达,提取不同视角的多模态时序特征,对图片截取,水平镜像两种视角下的数据进行特征提取;其次,采用循环神经网络构建多模态数据的时序序列交互特征,增大互信息;最后,基于对比学习进行联合训练,完成情感分类。该模型在两个多模态情感分类基准数据集Yelp和Mutli-Zol上评估,准确度分别为73.92%、69.15%。综合实验表明,多视角的特定时间段多模态语句序列可提升模型性能。     

多模态特征融合与词嵌入驱动的三维检索方法

在基于点云和图像的三维模型分类检索中,现有特征融合方法忽略了模态内的特征信息和模态间的互补信息,存在融合特征丢失的问题,且分类标签和预测特征之间缺乏高维相关性,检索准确率较低。针对该问题,提出一种多模态特征和词嵌入联合驱动的网络结构,以对三维模型进行分类检索。在特征提取过程中,利用特征提取器提取来自点云和视图的三维模型特征,通过共享空间来对齐不同模态的特征。在模态融合过程中,计算不同模态之间的余弦相似度以增强模态特征,将增强特征进行拼接得到融合特征。在模型特征分类的过程中,通过建立词嵌入模型与分类标签的高维相关性实现三维模型特征的统一表示和分类检索。在ModelNet10和ModelNet40数据集上进行实验,结果表明,该网络的平均检索精度均值分别达到92.9%和91.5%,可以获取精准的三维模型特征描述符,与VoxNet、SCIF、MVCNN等检索方法相比,其能显著提高三维模型的检索精度和分类准确率。     

基于深度神经网络的多模态信息检索

为了提高大数据中多模态信息的检索效果,提出一种基于深度神经网络的多模态信息检索算法.设计深度自编码器,将不同模态的数据投影到一个相同的广义子空间内;利用稀疏编码技术降低共同特征向量的维度,过滤冗余特征和噪声特征;通过去卷积操作和上采样操作对数据进行重建.基于公开模态识别数据集的实验结果表明,该算法能够有效地学习和泛化多...     

基于改进型深度学习算法的计算机数据分析

为了实现企业生产运营中大量数据的处理和分析，提出使用分布式文件系统和数据库完成大量数据的存储任务，根据用户需求使用批处理和流处理框架进行数据分析。在数据降维中采用非负矩阵分解的方法，将原始业务数据集映射到低维空间，并引入局部正则化保留数据的部分高维特征。基于深度学习算法建立关系抽取模型，采用BERT模型完成文本信息的实体抽取，编码器中加入前向反馈机制和多头注意力机制。实验表明，系统的分类精度最高达到0.97,算法模型提取出的正确样本条数最多可达到47个。     

基于双编码器表示学习的多模态情感分析

多模态情感分析旨在通过用户上传在社交平台上的视频来判断用户的情感. 目前的多模态情感分析研究主要是设计复杂的多模态融合网络来学习模态之间的一致性信息, 在一定程度上能够提升模型的性能, 但它们大部分都忽略了模态之间的差异性信息所起到的互补作用, 从而导致情感分析出现偏差. 本文提出了一个基于双编码器表示学习的多模态情感分析模型DERL (dual encoder representation learning), 该模型通过双编码器结构学习模态不变表征和模态特定表征. 具体来说, 我们利用基于层级注意力机制的跨模态交互编码器学习所有模态的模态不变表征, 获取一致性信息; 利用基于自注意力机制的模态内编码器学习模态私有的模态特定表征, 获取差异性信息. 此外, 我们设计两个门控网络单元对编码后的特征进行增强和过滤, 以更好地结合模态不变和模态特定表征, 最后在融合时通过缩小不同多模态表示之间的L2距离以捕获它们之间潜在的相似情感用于情感预测. 在两个公开的数据集CMU-MOSI和CMU-MOSEI上的实验结果表明该模型优于一系列基线模型.     

基于DAE-BP神经网络的股票预测研究

股票指标数据种类多、维度高，且指标之间存在多重共线性。为了降低数据的维度、消除指标间的多重共线性和预测股票价格，首先构建了基于受限布尔兹曼机的深度自编码器，实现了高维数据向低维空间的压缩编码。然后基于BP神经网络建立了低维编码序列与股票价格之间的回归模型。实验结果表明，深度自编码器提取特征的能力优于主成分分析法和因子分析法；相比较使用降维前的数据，使用编码后的数据用预测股票价格，模型可以减少计算开销，并且获得更高的预测精度。     

高维大数据分析的无监督异常检测方法

高维数据的无监督异常检测是机器学习的重要挑战之一.虽然先前基于单一深度自动编码器和密度估计的方法已经取得了显著的进展,但是其仅通过一个深度自编码器来生成低维表示,这表明没有足够的信息来执行后续的密度估计任务.为了解决上述问题,文中提出了一种混合自动编码器高斯混合模型(Mixed Auto-encoding Gaussi...     

基于堆叠降噪自编码器的神经–符号模型及在晶圆表面缺陷识别

深度神经网络是具有复杂结构和多个非线性处理单元的模型, 通过模块化的方式分层从数据提取代表性特征, 已经在晶圆缺陷识别领域得到了较为广泛的应用. 但是, 深度神经网络在应用过程中本身存在“黑箱”和过度依赖数据的问题, 显著地影响深度神经网络在晶圆缺陷识别的工业可应用性. 提出一种基于堆叠降噪自编码器的神经–符号模型. 首先, 根据堆叠降噪自编码器的网络特点采用了一套符号规则系统, 规则形式和组成结构使其可与深度神经网络有效融合. 其次, 根据 网络和符号规则之间的关联性提出完整的知识抽取与插入算法, 实现了深度网络和规则之间的知识转换. 在实际工业晶圆表面图像数据集WM-811K上的试验结果表明, 基于堆叠降噪自编码器的神经–符号模型不仅取得了较好的缺陷探测与识别性能, 而且可有效提取规则并通过规则有效描述深度神经网络内部计算逻辑, 综合性能优于目前经典的深度神经网络.     

Online correction MPC strategy for spatially-distributed system based on PCA method

In this paper, the online correction model predictive control (MPC) strategy is presented for partial dif- ferential equation (PDE) unknown spatially-distributed systems (SDSs). The low-dimensional MIMO models are obtained using principal component analysis (PCA) method from the high-dimensional spatio-temporal data. Though the linear low- dimensional model is easy for control design, it is a linear approximation for nonlinear SDSs. Thus, the MPC strategy is proposed based on the online correction low-dimensional models, where the state at a previous time is used to correct the output of low-dimensional models and the spatial output is correct by the average deviation of the historical data. The simulations demonstrated show the accuracy and efficiency of the proposed methodologies.     

基于C4.5算法优化SVM的个人信用评估模型

支持向量机作为非参数方法已经广泛应用于信用评估领域.为克服其训练高维数据不能主动进行特征选择导致准确率下降的缺点,构建C4.5决策树优化支持向量机的信用评估模型.利用C4.5信息熵增益率方法进行属性选择,减少冗余属性.模型通过网格搜索确定最优参数,使用F-score和平均准确率评价模型性能,并在两组公开数据集上进行验证.实证分析表明,C4.5决策树优化支持向量机的信用评估模型有效减少了数据学习量,较于传统各类单一模型有较高的分类准确率和实用性.     

基于深度学习的高维稀疏数据组合推荐算法

传统方法在对高维稀疏数据进行检测的过程中,受到高维特征扰动的影响,数据误差较大,因此提出一种基于深度学习的高维稀疏数据组合推荐算法。采用相空间重构方法进行高维稀疏数据的特征重构,根据重构结果结合非线性统计序列分析方法进行高维稀疏数据的回归分析和点云结构重组,在此基础上提取高维稀疏数据的组合特征量;依据特征量提取结果采用特征提取技术抽取高维稀疏数据的平均互信息特征量,并结合关联规则挖掘方法进行高维稀疏数据的主成分分析,挖掘高维稀疏数据的相似度属性类别成分,最终采用深度学习方法进行高维稀疏数据组合推荐过程中的自适应寻优,实现高维稀疏数据的组合推荐。仿真结果表明,采用该算法进行高维稀疏数据推荐的属性归类辨识性较好,特征分辨能力较强,提高了数据的检测和识别能力。     

拥抱融合的多模态灾害分析算法

融合文本和图像的多模态信息相对于单模态可以提升灾害事件分析准确率。但是已有的工作多数将文本特征和图片特征进行简单的融合,在提取、融合特征的时候造成特征的冗余,同时忽略了模态之间的联系,没有考虑到图像和文本之间特征的相关性。为此,本文分析和研究目前流行的多模态融合算法,提出一种拥抱融合的多模态灾害事件分析算法。首先将文本特征和图像的特征向量互相对比,考虑文本和图像特征之间的相关性。然后基于多项抽样,剔除冗余的特征,融合文本特征和图像特征。实验结果表明,拥抱融合在Crisis MMD2.0数据集上实验1的2个任务的分类效果准确率分别高达88.2%、85.1%,都明显优于其他多模态融合模型,表明了该模型的有效性。同时第2个实验也验证了拥抱模型对于不同文本和图像深度学习模型的适用性。     

基于深度学习的跨模态检索综述

由于多模态数据的快速增长,跨模态检索受到了研究者的广泛关注,其将一种模态的数据作为查询条件检索其他模态的数据,如用户可以用文本检索图像或/和视频。由于查询及其检索结果模态表征的差异,如何度量不同模态之间的相似性是跨模态检索的主要挑战。随着深度学习技术的推广及其在计算机视觉、自然语言处理等领域的显著成果,研究者提出了一系列以深度学习为基础的跨模态检索方法,极大缓解了不同模态间相似性度量的挑战,本文称之为深度跨模态检索。本文从以下角度综述有代表性的深度跨模态检索论文,基于所提供的跨模态信息将这些方法分为3类：基于跨模态数据间一一对应的、基于跨模态数据间相似度的以及基于跨模态数据语义标注的深度跨模态检索。一般来说,上述3类方法提供的跨模态信息呈现递增趋势,且提供学习的信息越多,跨模态检索性能越优。在上述不同类别下,涵盖了7类主流技术,即典型相关分析、一一对应关系保持、度量学习、似然分析、学习排序、语义预测以及对抗学习。不同类别下包含部分关键技术,本文将具体阐述其中有代表性的方法。同时对比提供不同跨模态数据信息下不同技术的区别,以阐述在提供了不同层次的跨模态数据信息下相关技术的关注点与使用异同。为评估不同的跨模态检索方法,总结了部分代表性的跨模态检索数据库。最后讨论了当前深度跨模态检索待解决的问题以及未来的研究方向。     

Correlation-based incremental visual tracking

Generative subspace models like probabilistic principal component analysis (PCA) have been shown to be quite effective for visual tracking problems due to their representational power that can capture the generation process for high-dimensional image data. The recent advance of incremental learning has further enabled them to be practical for real-time scenarios. Despite these benefits, the PCA-based approaches in visual tracking can be potentially susceptible to noise such as partial occlusion due to their compatibility judgement based on the goodness of fitting for the entire image patch. In this paper we introduce a novel appearance model that measures the goodness of target matching as the correlation score between partial sub-patches within a target. We incorporate the canonical correlation analysis (CCA) into the probabilistic filtering framework in a principled manner, and derive how the correlation score can be evaluated efficiently in the proposed model. We then provide an efficient incremental learning algorithm that updates the CCA subspaces to adapt to new data available from the previous tracking results. We demonstrate the significant improvement in tracking accuracy achieved by the proposed approach on extensive datasets including the large-scale real-world YouTube celebrity video database as well as the novel video lecture dataset acquired from British Machine Vision Conference held in 2009, where both datasets are challenging due to the abrupt changes in pose, size, and illumination conditions.     

基于深度学习的声信号分类识别方法

提出了一种基于深度学习的声信号分类识别方法,将声场环境中声源目标的识别等效为声场信号—特定声源的端到端学习过程,建立一种以log-mel能量为声信号特征的预提取方法,以深度残差网络作为特征自动提取及分类的声信号分类识别模型.在两个大型数据集上对模型性能进行了验证,实验结果表明,本文提出的深度残差网络模型在DCASE20...