基于集成分类的暴恐图像自动标注方法

为减少暴恐图像对社会发展和青少年成长造成的不利影响，本文提出一种基于集成分类的暴恐图像自动标注方法，辅助筛除网页中的暴恐信息。该方法将暴恐图像的标注视作多标签分类问题，利用迁移学习训练多个子网络，然后通过集成学习对子网络的输出进行融合，同时在融合过程中针对各个标签在不同网络上的准确率进行权重分配，最后经过一系列矩阵运算得到图像的标注结果。实验结果表明，与传统机器学习算法相比，本文方法在准确率和召回率上都有较大提升，并改善了样本不均衡所造成的不同标签类别上模型标注精确度差异较大的问题。     

基于蒙特卡罗数据集均衡与鲁棒性增量极限学习机的图像自动标注

针对传统图像标注模型存在着训练时间长、对低频词汇敏感等问题,该文提出了基于蒙特卡罗数据集均衡和鲁棒性增量极限学习机的图像自动标注模型.该模型首先对公共图像库的训练集数据进行图像自动分割,选择分割后相应的种子标注词,并通过提出的基于综合距离的图像特征匹配算法进行自动匹配以形成不同类别的训练集.针对公共数据库中不同标注词的数据规模相差较大,提出了蒙特卡罗数据集均衡算法使得各个标注词间的数据规模大体一致.然后针对单一特征描述存在的不足,提出了多尺度特征融合算法对不同标注词图像进行有效的特征提取.最后针对传统极限学习机存在的隐层节点随机性和输入向量权重一致性的问题,提出了鲁棒性增量极限学习,提高了判别模型的准确性.通过在公共数据集上的实验结果表明：该模型可以在很短时间内实现图像的自动标注,对低频词汇具有较强的鲁棒性,并且在平均召回率、平均准确率、综合值等多项指标上均高于现流行的大多数图像自动标注模型.     

基于迁移集成学习的无人机图像识别算法

针对当前小型无人机目标图像识别方法准确率较低的问题,提出了一种基于迁移集成学习的无人机图像识别算法。首先,基于AlexNet、VGGNet-19、Inception-V3以及ResNet-50四种结构具有差异的卷积神经网络对源数据集进行预训练,获取图像的深层次特征;然后,对目标数据集进行迁移学习,得到目标的分类特征,构建分类模型;之后,采用相对多数投票法和加权平均法的集成学习方法,对分类模型进行集成得到迁移集成模型。构建了一个包含小型无人机图像、飞鸟图像以及直升机图像的图像数据集UavNet,在对数据集进行数据增强的基础上开展了图像识别算法性能实验,结果表明,算法对多类目标的识别准确率为99.42%,无人机类目标识别的F1-score指标为99.12%,优于主流的卷积神经网络方法和传统的支持向量机方法,具有一定的理论意义和应用价值。     

基于卷积神经网络的雷达目标HRRP分类识别方法

卷积神经网络通过卷积和池化操作提取图像在各个层次上的特征进而对目标进行有效识别,是深度学习网络中应用最广泛的一种。文中围绕一维距离像雷达导引头自动目标识别,开展基于卷积神经网络的目标高分辨距离像分类识别方法研究。首先,基于空中目标一维距离像姿态敏感性仿真生成近似平行交会条件下不同类型目标的高分辨距离像数据集;其次,构建一种一维卷积神经网络结构对目标高分辨距离像进行分类识别;作为比较,针对同类高分辨距离像数据集,分析了主成分分析-支持向量机方法的目标分类识别效果。结果表明:基于卷积神经网络的目标分类识别算法有更好的识别能力,对高分辨距离像的姿态敏感性具有较强的适应性。     

基于自组织增量-图卷积神经网络的金相图半监督学习

采用深度学习对钢铁材料显微组织图像分类,需要大量带标注信息的训练集。针对训练集人工标注效率低下问题,该文提出一种新的融合自组织增量神经网络和图卷积神经网络的半监督学习方法。首先,采用迁移学习获取图像数据样本的特征向量集合;其次,通过引入连接权重策略的自组织增量神经网络(WSOINN)对特征数据进行学习,获得其拓扑图结构,并引入胜利次数进行少量人工节点标注;然后,搭建图卷积网络(GCN)挖掘图中节点的潜在联系,利用Dropout手段提高网络的泛化能力,对剩余节点进行自动标注进而获得所有金相图的分类结果。针对从某国家重点实验室收集到的金相图数据,比较了在不同人工标注比例下的自动分类精度,结果表明:在图片标注量仅为传统模型12%时,新模型的分类准确度可达到91%。     

基于深度卷积神经网络和多核学习的遥感图像分类方法

为解决传统遥感图像分类方法特征提取过程复杂、特征表现力不强等问题,该文提出一种基于深度卷积神经网络和多核学习的高分辨率遥感图像分类方法。首先基于深度卷积神经网络对遥感图像数据集进行训练,学习得到两个全连接层的输出将作为遥感图像的两种高层特征;然后采用多核学习理论训练适合这两种高层特征的核函数,并将它们映射到高维空间,实现两种高层特征在高维空间的自适应融合;最后在多核融合特征的基础上,设计一种基于多核学习-支持向量机的遥感图像分类器,对遥感图像进行精确分类。实验结果表明,与目前已有的基于深度学习的遥感图像分类方法相比,该算法在分类准确率、误分类率和Kappa系数等性能指标上均有所提升,在实验测试集上3个指标分别达到了96.43%, 3.57%和96.25%,取得了令人满意的结果。     

基于多头类特定残差注意力和图卷积的多标签图像分类算法

针对ML-GCN中全局最大池化所获得的图像特征对特定类别在不同图像区域上缺乏针对性和丢失图像局部特征信息的问题,提出了类特定残差注意力(CSRA)模块.该模块可以有效捕获不同类别对象所占据的不同空间区域.此外,将提出的类特定残差注意力与图卷积神经网络相结合,提出了基于多头类特定残差注意力与图卷积的多标签图像分类算法(ML-CSRA).首先利用卷积神经网络提取通用的图像特征图,之后将提出的类特定残差注意力扩展为多头形式,并将其应用于通过卷积神经网络提取到的通用图像特征图,提取各个区域对应不同类别的特征.最后将图卷积神经网络提取的标签相关特征与多头类特定残差注意力提取的图像特征结合,得到最后的多标签图像分类结果.在MS-COCO 2014和VOC-2007数据集上的实验结果表明提出算法在所有评估指标上都优于目前已有算法.     

基于迁移学习和SVM的糖网图像分类

为解决基于卷积神经网络(CNN)的糖尿病视网膜病变(DR)图像分类算法上普遍存在模型参数难以训练、易过拟合的问题,本文提出一种基于迁移学习和支持向量机(SVM)分类器的DR图像分类算法。首先,对DR图像进行预处理和数据扩增;其次,采用迁移学习方法预初始化深度学习分类算法中的经典框架VGGNet-16网络的模型参数,固定浅层网络参数不变,微调深层网络参数;最后,提取VGGNet-16最后一个隐藏层的特征向量训练支持向量机(SVM)分类器判定DR图像是否病变。实验结果表明,在Kaggle-DR公共数据集共35126张DR图像进行实验,在随机抽取的3500张作为测试集,分类准确率为0.931、敏感性为0.933、特异性为0.928,并能加快网络收敛和提高模型的泛化性。     

基于滤波重构和卷积神经网络的心电信号分类

计算机自动分类心电信号能够减轻医生工作压力并大幅提高诊断速度和准确率。文中针对传统算法中特征提取过程复杂及抗干扰能力弱的问题,提出了一种结合滤波重构和卷积神经网络的心电信号分类算法。该算法首先通过传统信号滤波和心拍序列重构去除原始心电信号中的噪声干扰,然后构建卷积神经网络来自动学习心电信号特征并完成分类。在PhysioNet/CinC Challenge 2017数据集上的分类实验结果表明,该方法的平均F₁(查准率、召回率的调和平均)达到了0.8471,优于人工特征提取和常规卷积网络方法,且具有很强的抗干扰能力。     

基于语义筛选的ALBERT-TextCNN中医文本多标签分类研究

针对中医领域中的大量未标注文本,以及传统多标签分类模型提取的文本语义信息不够完整等问题,提出一种用于中医文本的多标签分类模型语义筛选ALBERT-TextCNN。首先进行特定领域任务自训练,将哮喘领域内属于多标签分类任务但未标注文本输入ALBERT进行预训练任务;其次ALBERT多层的Transform对已标注数据分别进行动态向量化表示,基于语义筛选选取最佳编码层生成的高效文本向量;最后引入TextCNN建立多标签分类器,提取文本向量不同层次的语义信息特征。在中医数据集上验证方法的有效性,实验结果表明,该模型的多标签分类精度有所提高,更适用于中医文本的分类预测。     

Graph regularized low-rank feature mapping for multi-label learning with application to image annotation

Automatic image annotation has emerged as a hot research topic in the last two decades due to its application in social images organization. Most studies treat image annotation as a typical multi-label classification problem, where the shortcoming of this approach lies in that in order to a learn reliable model for label prediction, it requires sufficient number of training images with accurate annotations. Being aware of this, we develop a novel graph regularized low-rank feature mapping for image annotation under semi-supervised multi-label learning framework. Specifically, the proposed method concatenate the prediction models for different tags into a matrix, and introduces the matrix trace norm to capture the correlations among different labels and control the model complexity. In addition, by using graph Laplacian regularization as a smooth operator, the proposed approach can explicitly take into account the local geometric structure on both labeled and unlabeled images. Moreover, considering the tags of labeled images tend to be missing or noisy, we introduce a supplementary ideal label matrix to automatically fill in the missing tags as well as correct noisy tags for given training images. Extensive experiments conducted on five different multi-label image datasets demonstrate the effectiveness of the proposed approach.     

基于偏序结构的图像标注

图像标注旨在为图像分配一系列的语义标签描述图像的内容。针对高级语义与低级特征之间的语义鸿沟问题,本文提出了基于偏序结构的图像标注方法。首先,计算训练图像与测试图像的相似性得分,得到测试图像的初始邻近集及邻近标签;然后通过构建的属性偏序结构,获得邻近标签的相关语义,提高标签的丰富度,以及利用构建的对象偏序结构,得到最终的候选集。为了提高标注的准确率,设置一个频率阈值筛选出频率较高的标签作为最终的关键词。通过实验证明,实验结果有效地提高了标注的准确率和召回率。      

基于标签关联的多标签演化超网络

针对多标签学习中如何有效挖掘利用高阶标签关联的问题,提出了一种基于标签关联的多标签演化超网络模型.该模型通过输入任意多标签学习方法的预测结果,利用超边表征挖掘高阶标签关联,并综合标签关联和特征信息作为最终的预测结果.与3种传统多标签学习方法在6个多标签数据集上的对比实验表明,本文提出模型不仅能够有效提升多个传统多标签学习方法的性能,而且能够提供具有良好可读性的学习结果.     

Graph-based semi-supervised learning with multi-modality propagation for large-scale image datasets

Semi-supervised learning (SSL) is widely-used to explore the vast amount of unlabeled data in the world. Over the decade, graph-based SSL becomes popular in automatic image annotation due to its power of learning globally based on local similarity. However, recent studies have shown that the emergence of large-scale datasets challenges traditional methods. On the other hand, most previous works have concentrated on single-label annotation, which may not describe image contents well. To remedy the deficiencies, this paper proposes a new graph-based SSL technique with multi-label propagation, leveraging the distributed computing power of the MapReduce programming model. For high learning performance, the paper further presents both a multi-layer learning structure and a tag refinement approach, where the former unifies both visual and textual information of image data during learning, while the latter simultaneously suppresses noisy tags and emphasizes the other tags after learning. Experimental results based on a medium-scale and a large-scale image datasets show the effectiveness of the proposed methods.     

Global-guided weakly-supervised learning for multi-label image classification

Multi-label classification with region-free labels is attracting increasing attention compared to that with region-based labels due to the time-consuming manual region-labeling process. Existing methods usually employ attention-based technology to discover the conspicuous label-related regions in a weakly-supervised manner with only image-level region-free labels, while the region covering is not precise without exploring global clues of multi-level features. To address this issue, a novel Global-guided Weakly-Supervised Learning (GWSL) method for multi-label classification is proposed. The GWSL first extracts the multi-level features to estimate their global correlation map which is further utilized to guide feature disentanglement in the proposed Feature Disentanglement and Localization (FDL) networks. Specifically, the FDL networks then adaptively combine the different correlated features and localize the fine-grained features for identifying multiple labels. The proposed method is optimized in an end-to-end manner under weakly supervision with only image-level labels. Experimental results demonstrate that the proposed method outperforms the state-of-the-arts for multi-label learning problems on several publicly available image datasets. To facilitate similar researches in the future, the codes are directly available online at https://github.com/Yong-DAI/GWSL.     

非平衡化标签补全核极限学习机多标签学习

目前众多的研究者通常直接将标签置信度矩阵作为先验知识直接加入到分类模型中,并没有考虑未标注先验知识对标签集质量的影响.基于此,引入非平衡参数的方法,将先验知识获得的基础置信度矩阵进行非平衡化,从而提出一种非平衡化的标签补全的核极限学习机多标签学习算法（KELM-NeLC）：首先使用信息熵计算标签之间的相关关系得到标签置信度矩阵,然后利用非平衡参数方法对基础的标签置信度矩阵进行改进,构建出一个非平衡的标签补全矩阵,最后为了学习获得更加准确的标签置信度矩阵,将非平衡化的标签补全矩阵与核极限学习机进行联合学习,依此解决多标签分类问题.提出的算法在公开的多个基准多标签数据集中的实验结果表明,KELM-NeLC算法较其他对比的多标签学习算法有一定优势,使用统计假设检验进一步说明所提出算法的有效性.     

基于非对称监督深度离散哈希的图像检索

哈希广泛应用于图像检索任务。针对现有深度监督哈希方法的局限性,该文提出了一种新的非对称监督深度离散哈希(ASDDH)方法来保持不同类别之间的语义结构,同时生成二进制码。首先利用深度网络提取图像特征,根据图像的语义标签来揭示每对图像之间的相似性。为了增强二进制码之间的相似性,并保证多标签语义保持,该文设计了一种非对称哈希方法,并利用多标签二进制码映射,使哈希码具有多标签语义信息。此外,引入二进制码的位平衡性对每个位进行平衡,鼓励所有训练样本中的–1和+1的数目近似。在两个常用数据集上的实验结果表明,该方法在图像检索方面的性能优于其他方法。     

一种基于全局和局部标记相关性的多标记分类算法

多标记学习用于处理一个示例同时与多个类别标记相关的问题.在多标记学习中,标记相关性能够显著提升学习算法的性能.大多数现有的多标记学习算法在利用标记的相关性时,要么只使用被所有示例所共享的全局标记相关性,要么就使用局部标记相关性,它们认为不同簇中的示例应该存在不同的标记相关性.本文中,我们提出了一种同时利用全局和局部标记相关性的多标记学习算法,从而为学习进程提供更全面的标记信息.在计算全局和局部标记相关性时,我们使用了余弦相似性来获取不同标记之间的正相关性和负相关性,这样有助于我们进一步实现更可靠的多标记学习.我们在多种类型的数据集上进行了广泛的对比实验来验证所提算法的有效性.实验结果表明,该算法显著优于大多数对比算法,展现出其在多标记学习中的突出性能.