基于空间注意力与图卷积的多标签图像分类算法

针对传统多标签图像分类模型存在难以生成更接近相关标签的高层图像特征,以及因未能利用标签之间的视觉相关性而导致的识别精度不够高等问题,提出了一种基于空间注意力与图卷积的多标签图像分类算法.首先,利用图卷积网络学习标签邻接图特征和使用GLOVE算法,从标签序列获取的标签嵌入;其次,在高层语义信息中引入改进的空间注意力网络以...     

基于光谱注意力图卷积网络的高光谱图像分类

近年来,图卷积网络因其特征聚合的机制,能够同时对单个节点以及近邻节点的特征进行表示,被广泛应用于高光谱图像的分类任务。然而,高光谱图像(HSI)中常存在波段冗余、同物异谱等问题,使得直接利用原始光谱特征构建的初始图可靠性不足,从而导致高光谱图像的分类精度低。为此,该文提出一种基于光谱注意力图卷积网络(SAGCN)的高光谱图像半监督分类方法。首先,利用注意力模块对光谱的局部与全局信息进行交互,以增加重要光谱的权重、减小冗余波段以及噪声波段的权重,从而实现光谱的自适应加权;然后,针对光谱加权处理后的高光谱图像,通过空间-光谱相似性度量构建更为准确的近邻矩阵;最后,通过图卷积对标记和无标记样本进行有效的特征聚合,并使用标记样本的聚合特征训练网络。在Indian Pines, Kennedy Space Center和Botswana 3个真实高光谱图像数据集上的实验结果验证了所提方法的有效性。     

基于ADFRN与SAGCN的少样本学习方法

随着网络深度的增加,图卷积网络容易出现过拟合现象,且现有的少样本学习方法往往会忽略具有类别特点的局部细节信息对于分类的贡献。因此,文章提出了一种基于自适应细节特征增强网络与语义对齐图卷积网络的少样本学习方法,能够根据经验知识去学习生成具有可变感受野范围,并从长宽和通道维度中捕捉具有类别特点的局部细节信息的卷积核。本研究将单一学习任务中所有强化后的特征图构造成图结构数据,利用语义对齐图卷积网络对结点特征进行优化,同时引入语义对齐操作防止出现过拟合现象。     

基于多维动态拓扑学习图卷积的骨架动作识别

图卷积由于其对图数据的强大表示能力被广泛应用于基于骨架的动作识别任务中.但是现有的图卷积方法在所有帧或通道上都使用共享的图拓扑进行特征聚合,这极大限制了图卷积网络的表示能力.为了解决这些问题,本文提出多维动态拓扑学习图卷积用于动态建模具有时序与通道特异性的拓扑结构.多维动态拓扑学习图卷积主要包含三个组成部分：纯粹节点拓扑学习图卷积（pure Joint topology learning Graph Convolution, J-GC）、动态时序特异性拓扑学习图卷积（Dynamic Temporal-Wise topology learning Graph Convolution, DTW-GC）和通道特异性拓扑学习图卷积（Channel-Wise topology learning Graph Convolution, CW-GC）.特别地,在DTW-GC中使用了动态骨架拓扑建模方法（Dynamic Skeleton Topology Learning, DSTL）,以高效地建模富含全局时空拓扑特征的动态骨架拓扑.将多维动态拓扑学习图卷积与多尺度时间卷积（Multi-Scale Te...     

基于元学习的图卷积网络少样本学习模型

少样本学习是目前机器学习研究领域的热点和难点.针对现有的少样本学习模型不能有效捕捉数据特征与数据标签之间的联系,造成分类模型泛化能力弱的问题,提出一种基于元学习的原型空间图卷积网络少样本学习模型FSL-GCNPS(Few-Shot Learning of Graph Convolutional Network on Prototype Space).首先,利用卷积神经网络提取多任务数据的特征向量;其次,为了将特征向量映射到原型空间中,根据元学习的训练策略得到特征向量的类原型表达;然后,通过类原型向量和类向量之间的嵌入表示,构建图结构数据,并进行图卷积网络训练、推理.实验结果表明,相较于经典少样本学习方法,FSL-GCNPS模型拥有更好的分类准确率和分类稳定性.同时,在医学图像领域数据集上实验表明,FSL-GCNPS具有很好的跨域适应性.     

基于特征选择和图卷积表示的JPEG图像隐写者识别

针对JPEG图像隐写检测特征维度过高,导致用户间距离计算复杂且隐写者识别性能下降的问题,提出了一种基于特征选择和图卷积表示的JPEG图像隐写者识别方法。首先,提取每个用户图像集的隐写检测特征并度量特征的可分性,从中选取高可分的特征子集;接着,将用户表示为图结构,选取的高可分特征作为图中节点表示,通过训练图卷积神经网络来获得用户特征;最后,考虑类间可分性和类内聚集性,学习到能更大程度捕捉用户差异的表征,提高识别性能。基于常用的BOSSbase-1.01和BOWs图像库的大量实验结果表明,针对利用ns F5、UED、J-UNIWARD等多种主流JPEG隐写方法在图像上嵌入秘密信息的隐写者,所提方法在降低特征维度和计算开销的前提下,多种嵌入比率下的识别准确率均在80.4%以上,并且在低嵌入比率下识别准确率具有明显优势。     

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%。     

基于图卷积半监督学习的论文作者同名消歧方法研究

为解决学者与成果的精确匹配问题,该文提出了一种基于图卷积半监督学习的论文作者同名消歧方法。该方法使用SciBERT预训练语言模型计算论文题目、关键字获得论文节点语义表示向量,利用论文的作者和机构信息获得论文的合作网络和机构关联网络邻接矩阵,并从论文合作网络中采集伪标签获得正样本集和负样本集,将这些作为输入利用图卷积神经网络进行半监督学习,获得论文节点嵌入表示进行论文节点向量聚类,实现对论文作者同名消歧。实验结果表明,与其他消歧方法相比,该方法在实验数据集上取得了更好的效果。     

基于距离度量学习的DCT域JPEG图像检索

由于特征有限,传统基于欧式距离的压缩域检索性能并不理想。本文引入距离度量学习技术,研究压缩域图像检索,提出了一种基于距离度量学习的离散余弦变换（DCT）域联合图像专家小组（JPEG）图像检索方法。首先,提出了一种更有效的 DCT 域特征提取方法;其次,运用距离度量学习技术训练出一个更加有效的度量矩阵进行检索。在 Corel5000上的图像检索实验表明,新方法有效提高了检索准确度。     

Learning an identity distinguishable space for large scale face recognition

Implementing face recognition efficiently to real world large scale dataset presents great challenges to existing approaches.The methodin this paper was proposed to learn an identity distinguishable space for large scale face recognition in MSR-Bing image recognition challenge(IRC). Firstly, a deep convolutional neural network (CNN) was used to optimize a 128 B embedding for large scale face retrieval. The embedding was trained via using triplets of aligned face patches from FaceScrub and CASIA-WebFace datasets. Secondly, the evaluation of MSR-Bing IRC was conducted according to a cross-domain retrieval scheme. The real-time retrievalin thispaperwas benefited from the K-means clustering performed on the feature space of training data. Furthermore, a large scale similarity learning (LSSL) was applied on the relevant face images for learning a better identity space. A novel method for selecting similar pairs was proposed for LSSL. Compared with many existing networks of face recognition, the proposed model was lightweight and the retrieval method was promising as well.     

遥感影像的半监督判别局部排列降维简

 针对遥感影像数据具有的高维数和少量已标记样本的特性,提出一种基于图的半监督判别局部排列降维方法.首先,针对全部已标记和未标记样本数据构造相似图和惩罚图.然后,基于同类近邻点的分散度最小且不同类近邻点的分散度最大的原则,分别确立相似图和惩罚图上的优化目标.最后,通过同时优化这两种图上的目标函数,得到从高维到低维的最优映射关系,从而达到对高维遥感影像数据维数约简的目的.ROSIS高光谱数据上的实验结果表明,所提算法能够有效提高高维遥感影像的总体精度和Kappa系数.     

基于迁移学习和通道注意力的遥感图像场景分类

针对遥感图像场景分类任务中训练样本数量少及遥感图像背景复杂等问题,本文将迁移学习和通道注意力引入到卷积神经网络(convolutional neural network,CNN) 中,提出基于迁移学习和通道注意力的遥感图像场景分类方法。该方法首先选用经过ImageNet自然数据集预训练的两个CNN作为主干,同时引入通道注意力机制,自适应地增强主要特征,抑制次要特征;然后融合这两个网络提取的特征进行分类;最后采用微调迁移学习的方式实现目标域上的学习与分类。提出的方法在几个经典的公共数据集上进行了评估,实验结果证明了本文提出的方法在遥感图像场景分类中达到与其他先进方法相当的性能。     

基于Word Embedding的遥感影像检测分割

遥感影像检测分割技术通常需提取影像特征并通过深度学习算法挖掘影像的深层特征来实现.然而传统特征（如颜色特征、纹理特征、空间关系特征等）不能充分描述影像语义信息,而单一结构或串联算法无法充分挖掘影像的深层特征和上下文语义信息.针对上述问题,本文通过词嵌入将空间关系特征映射成实数密集向量,与颜色、纹理特征的结合.其次,本文构建基于注意力机制下图卷积网络和独立循环神经网络的遥感影像检测分割并联算法（Attention Graph Convolution Networks and Independently Recurrent Neural Network,ATGIR）.该算法首先通过注意力机制对结合后的特征进行概率权重分配;然后利用图卷积网络（GCNs）算法对高权重的特征进一步挖掘并生成方向标签,同时使用独立循环神经网络（IndRNN）算法挖掘影像特征中的上下文信息,最后用Sigmoid分类器完成影像检测分割任务.以胡杨林遥感影像检测分割任务为例,我们验证了提出的特征提取方法和ATGIR算法能有效提升胡杨林检测分割任务的性能.     

基于高层特征图组合及池化的高分辨率遥感图像检索

高分辨率遥感图像内容复杂,提取特征来准确地表达图像内容是提高检索性能的关键。卷积神经网络(CNN)迁移学习能力强,其高层特征能够有效迁移到高分辨率遥感图像中。为了充分利用高层特征的优点,该文提出一种基于高层特征图组合及池化的方法来融合不同CNN中的高层特征。首先将高层特征作为特殊的卷积层特征,进而在不同输入尺寸下保留高层输出的特征图;然后将不同高层输出的特征图组合成一个更大的特征图,以综合不同CNN学习到的特征;接着采用最大池化的方法对组合特征图进行压缩,提取特征图中的显著特征;最后,采用主成分分析(PCA)来降低显著特征的冗余度。实验结果表明,与现有检索方法相比,该方法提取的特征在检索效率和准确率上都有优势。     

基于深度卷积神经网络和二进制哈希学习的图像检索方法

随着图像数据的迅猛增长,当前主流的图像检索方法采用的视觉特征编码步骤固定,缺少学习能力,导致其图像表达能力不强,而且视觉特征维数较高,严重制约了其图像检索性能。针对这些问题,该文提出一种基于深度卷积神径网络学习二进制哈希编码的方法,用于大规模的图像检索。该文的基本思想是在深度学习框架中增加一个哈希层,同时学习图像特征和哈希函数,且哈希函数满足独立性和量化误差最小的约束。首先,利用卷积神经网络强大的学习能力挖掘训练图像的内在隐含关系,提取图像深层特征,增强图像特征的区分性和表达能力。然后,将图像特征输入到哈希层,学习哈希函数使得哈希层输出的二进制哈希码分类误差和量化误差最小,且满足独立性约束。最后,给定输入图像通过该框架的哈希层得到相应的哈希码,从而可以在低维汉明空间中完成对大规模图像数据的有效检索。在3个常用数据集上的实验结果表明,利用所提方法得到哈希码,其图像检索性能优于当前主流方法。     

一种改进的二进制哈希编码方法

为了应对手工视觉特征与哈希编码过程不能最佳地兼容以及现有哈希方法无法区分图像语义信息的问题,提出一种基于深度卷积神经网络学习二进制哈希编码的方法.该方法基本思想是在深度残差网络中增加一个哈希层,同时学习图像特征和哈希函数;以此同时提出一种更加紧凑的分级哈希结构,用来提取更加接近图像语义的特征.经MNIST、CIFAR-10、NUS-WIDE数据集的实验,结果表明该方法优于现有的哈希方法.该方法不仅统一了特征学习和哈希编码的过程,同时深层残差网络也能得到更接近图像语义的特征,进而提高了检索准确度.     

融合知识图谱与图片特征的推荐模型

目前知识图谱研究主要面向信息检索、自然语言理解等领域,在推荐系统中融合知识图谱成为推荐领域学者广泛关注的问题。为了解决单一知识图谱忽略的丰富知识信息,该文对知识图谱进行多模态扩展,并提出一种融合知识图谱与图片特征的推荐模型(KG-I)。不同于其他基于知识图谱的推荐算法,该方法增加视觉嵌入、知识嵌入和结构嵌入去挖掘用户项目之间的隐式反馈信息。该模型利用深度游走模型(Deep Walk)捕获空间结构的方法和波纹网络模型(RippleNet)挖掘知识图谱的知识表达的思想,并且考虑图片对用户偏好的影响,有效地将信息进行融合,并在真实数据集上与其他模型实验比较,研究多种特征的影响,分析不同稀疏度数据下的表现。结果表明,融合知识图谱与图片特征的个性化推荐模型完全优于其他的对比算法并且有效缓解数据稀疏情况。     

基于图网络优化及标签传播的小样本图像分类算法

近年来,虽然深度学习技术在图像分类任务中取得了有竞争力的表现,但实际应用中,往往存在缺乏大量训练样本的情况,易于产生过拟合现象.小样本学习技术为此提供了解决方案.由于图神经网络在表示类内和类间样本关系上的优势,已被用于小样本图像分类任务.现有算法是通过几个卷积块获取图像特征作为节点特征输入图网络,为了更好的表示图节点之...     

基于卷积神经网络和监督核哈希的图像检索方法

当前主流的图像检索方法采用的视觉特征,缺乏自主学习能力,导致其图像表达能力不强,此外,传统的特征索引方法检索效率较低,难以适用于大规模图像数据.针对这些问题,本文提出了一种基于卷积神经网络和监督核哈希的图像检索方法.首先,利用卷积神经网络的学习能力挖掘训练图像内容的内在隐含关系,提取图像深层特征,增强特征的视觉表达能力和区分性;然后,利用监督核哈希方法对高维图像深层特征进行监督学习,并将高维特征映射到低维汉明空间中,生成紧致的哈希码;最后,在低维汉明空间中完成对大规模图像数据的有效检索.在ImageNet-1000和Caltech-256数据集上的实验结果表明,本文方法能够有效地增强图像特征的表达能力,提高图像检索效率,优于当前主流方法.