协同半监督的构造性学习方法

利用构造性学习（CML）算法训练分类器需要大量已标记样本,然而获取大量已标记的样本较为困难。为此,提出了一种协同半监督的构造性学习算法。将已标记样本等分为三个训练集,分别使用构造性学习算法训练三个单分类器,以共同投票的方式对未标记样本进行标记,从而依次扩充三个单分类器训练集直到不能再扩充为止。将三个训练集合并训练出最终的分类器。选取UCI数据集进行实验,结果表明,与CML算法、Tri-CML算法、NB算法及Tri-NB相比,该方法的分类更为有效。     

TFIDF_NB协同训练算法

采用少量已标记和大量未标记文档进行文本分类已成为一种重要研究趋势 .在分析了 EM和联合训练 (Co-training)两类算法的基础上 ,提出一种新的协同训练算法 .该算法利用 Bayes和 TFIDF两种分类器结合少量已标记和大量未标记文档协同增量训练 .实验结果表明 ,协同训练算法正确率较高 ,平均错误率较 EM和联合训练低 ,具有较好的性能     

基于深度卷积神经网络的心音分类算法

针对现有心音分类算法普适性差、依赖于对基本心音的精确分割、分类模型结构单一等问题,提出采用大量未经过精确分割的心音二维特征图训练深度卷积神经网络(CNN)的方法;首先采用滑动窗口方法和梅尔频率系数对心音信号进行预处理,得到大量未经过精确分割的心音特征图;然后利用深度CNN模型对心音特征图进行训练和测试;根据卷积层间连接方式的不同,设计了 3种深度CNN模型:基于单一连接的卷积神经网络、基于跳跃连接的卷积神经网络、基于密集连接的卷积神经网络;实验结果表明,基于密集连接的卷积神经网络比其他两种网络具备更大的潜力;与其他心音分类算法相比,该算法不依赖于对基本心音的精确分割,且在分类准确率、敏感性和特异性方面均有提升.     

基于Tri-DE-ELM的半监督模式分类方法研究

针对极限学习机（ELM）未充分利用未标注样本、训练精度受网络权值初值影响的问题,提出一种基于协同训练与差分进化的改进ELM算法（Tri-DE-ELM）。考虑到传统的ELM模式分类技术只利用了少量标注样本而忽视大量未标注样本的问题,首先应用基于Tri-Training算法的协同训练机制构建Tri-ELM半监督分类算法,利用少量的标记样本训练三个基分类器实现对未标记样本的标注。进一步针对基分类器训练中ELM网络输入层权值随机初始化影响分类效果的问题,采用差分进化（DE）算法对网络初值进行优化,优化目标及过程同时包括网络权值和分类误差两方面的因素,以避免网络的过拟合现象。在标准数据集上的实验结果表明,Tri-DE-ELM算法能有效地利用未标注数据,具有比传统ELM更高的分类精度。     

一种基于Tri-training的半监督多标记学习文档分类算法

多标记学习主要用于解决因单个样本对应多个概念标记而带来的歧义性问题,而半监督多标记学习是近年来多标记学习任务中的一个新的研究方向,它试图综合利用少量的已标记样本和大量的未标记样本来提高学习性能。为了进一步挖掘未标记样本的信息和价值并将其应用于文档多标记分类问题,该文提出了一种基于Tri-training的半监督多标记学习算法(MKSMLT),该算法首先利用k近邻算法扩充已标记样本集,结合Tri-training算法训练分类器,将多标记学习问题转化为标记排序问题。实验表明,该算法能够有效提高文档分类性能。     

基于Gabor小波和CNN的图像失真类型判定算法

针对图像失真分类问题,提出了一种基于Gabor小波和卷积神经网络（convolutional neural network,CNN）的失真类型判定算法。该算法先利用Gabor小波的良好特性对图像进行特征粗提取,再通过改进的CNN进一步提取关键特征。算法步骤包括：首先对图像进行预处理（包括标签设定、样本均衡和样本扩充）;然后对预处理后的图像进行八方向的Gabor小波变换,并将不同方向的子带叠加构成输入样本;最后通过自行设计的CNN和Softmax分类器对样本进行训练,训练过程中采用随机梯度下降和反向误差传播的方法对卷积核参数进行优化得到最终模型。对训练好的模型进行失真类型判定实验,在LIVE标准图像库上分类正确率达95.62%,表明本算法具有较高的准确性和鲁棒性。     

基于属性约简与半监督协同训练的入侵检测算法

入侵检测数据具有信息冗余量大、标记数据难以获得等特点。传统入侵检测方法难以消除冗余信息并且需要大量已标记样本做训练集,导致检测效率降低,实用性下降。为了解决上述问题,提出一种结合属性约简与半监督协同训练的算法。该算法充分发挥了大量未标记样本的监督作用。首先将入侵数据进行属性约简,利用约简结果建立一个支持向量机(SVM)基分类器,然后将其与另外两个SVM辅助分类器做协同训练。如此,分类器界面得到反复修正,分类器的性能逐步得到改善,最终分类精度得到明显提高。在入侵检测数据集KDDCUP99上的仿真实验结果表明,该算法不仅可以提高检测精度,同时还具有良好的可行性、稳定性。     

基于半监督学习的行人检测方法研究

本文提出了基于半监督学习的行人检测方法,用以解决大量的无标记样本问题。在集成分类器的训练过程中,选择BP神经网络分类器、SVM分类器和KNN分类器作为3个子分类器,利用协同训练机制对各个子分类器进行协同训练。针对半监督学习中误标记样本问题,引入富信息策略和辅助学习策略消除训练过程引入的噪声,同时充分利用无标记样例,进而提高分类器的分类精度。通过对测试集和实时视频进行的行人检测实验,证明了本文方法的可行性和有效性。     

具有噪声过滤功能的协同训练半监督主动学习算法

针对基于半监督学习的分类器利用未标记样本训练会引入噪声而使得分类性能下降的情形,文中提出一种具有噪声过滤功能的协同训练半监督主动学习算法.该算法以3个模糊深隐马尔可夫模型进行协同半监督学习,在适当的时候主动引入一些人机交互来补充类别标记,避免判决类别不相同时的拒判和初始时判决一致即认为正确的误判情形.同时加入噪声过滤机制,用以过滤南机器自动标记的可能是噪声的样本.将该算法应用于人脸表情识别.实验结果表明,该算法能有效提高未标记样本的利用率并降低半监督学习而引入的噪声,提高表情识别的准确率.     

一种协同半监督分类算法Co-S3OM

为了提高半监督分类的有效性, 提出了一种基于SOM神经网络和协同训练的半监督分类算法Co-S3OM (coordination semi-supervised SOM)。将有限的有标记样本分为无重复的三个均等的训练集, 分别使用改进的监督SSOM算法(supervised SOM)训练三个单分类器, 通过三个单分类器共同投票的方法挖掘未标记样本中的隐含信息, 扩大有标记样本的数量, 依次扩充单分类器训练集, 生成最终的分类器。最后选取UCI数据集进行实验, 结果表明Co-S3OM具有较高的标记率和分类率。     

结合改进密度峰值聚类和共享子空间的协同训练算法

针对协同训练算法在迭代过程中加入的无标记样本的有用信息不足和多分类器对样本标记不一致导致的分类错误累积问题,提出结合改进密度峰值聚类和共享子空间的协同训练算法。该算法先采取属性集合互补的方式得到两个基分类器,然后基于虹吸平衡法则进行改进密度峰值聚类,并从簇中心出发来推进式选择相互邻近度高的无标记样本交由两个基分类器进行分类,最后利用多视图非负矩阵分解算法得到的共享子空间来确定标记不一致样本的最终类别。该算法利用改进密度峰值聚类和相互邻近度选择出更具空间结构代表性的无标记样本,并采用共享子空间来修订标记不一致的样本,解决了因样本误分类造成的分类精度低的问题。在9个UCI数据集上的多组对比实验证明了该算法的有效性,实验结果表明所提算法相较于对比算法在7个数据集上取得最高的分类正确率,在另2个数据集取得次高的分类正确率。     

基于混沌神经网络的分类算法

提出了一种基于混沌神经网络的分类算法,利用改进的进化策略对多个三层前馈混沌神经网络同时进行训练.训练好各个分类模型以后,将待识别数据分别输入,混沌神经网络分类模型输出最终分类结果.实验结果表明,该算法可以较好地进行数据分类,而且与传统的神经网络算法以及决策树算法相比,在分类精度和识别率方面均有一定的改善,体现出较好的稳定性.     

Tri-training: exploiting unlabeled data using three classifiers

In many practical data mining applications, such as Web page classification, unlabeled training examples are readily available, but labeled ones are fairly expensive to obtain. Therefore, semi-supervised learning algorithms such as co-training have attracted much attention. In this paper, a new co-training style semi-supervised learning algorithm, named tri-training, is proposed. This algorithm generates three classifiers from the original labeled example set. These classifiers are then refined using unlabeled examples in the tri-training process. In detail, in each round of tri-training, an unlabeled example is labeled for a classifier if the other two classifiers agree on the labeling, under certain conditions. Since tri-training neither requires the instance space to be described with sufficient and redundant views nor does it put any constraints on the supervised learning algorithm, its applicability is broader than that of previous co-training style algorithms. Experiments on UCI data sets and application to the Web page classification task indicate that tri-training can effectively exploit unlabeled data to enhance the learning performance.     

基于粗糙集理论的协同训练算法

为了提升风险决策环境下协同训练的效果, 提出了一种基于粗糙子空间的协同决策算法。首先利用粗糙集属性约简的概念, 将部分标记数据属性空间分解为两差异性较大的粗糙子空间; 在各子空间上训练分类器, 并依据各分类器决策风险代价及隶属度将无标记数据划分为可信、噪声和待定样本。综合两分类器的分类结果, 标注少量可信无标记样本后重复协同训练。从理论上分析了算法性能提升的区间界, 并在UCI数据集上进行实验, 验证了模型的有效性及效率。     

基于半监督学习的恶意URL检测方法

检测恶意URL对防御网络攻击有着重要意义. 针对有监督学习需要大量有标签样本这一问题, 本文采用半监督学习方式训练恶意URL检测模型, 减少了为数据打标签带来的成本开销. 在传统半监督学习协同训练(co-training)的基础上进行了算法改进, 利用专家知识与Doc2Vec两种方法预处理的数据训练两个分类器, 筛选两个分类器预测结果相同且置信度高的数据打上伪标签(pseudo-labeled)后用于分类器继续学习. 实验结果表明, 本文方法只用0.67%的有标签数据即可训练出检测精确度(precision)分别达到99.42%和95.23%的两个不同类型分类器, 与有监督学习性能相近, 比自训练与协同训练表现更优异.     

Semantic segmentation based on fusion of features and classifiers

This paper proposes a feed forward architecture algorithm using fusion of features and classifiers for semantic segmentation. The algorithm consists of three phases: Firstly, the features from hierarchical convolutional neural network (CNN) and the features based on region are extracted and fused on super pixel level; secondly, multiple classifiers of Softmax, XGBoost and Random Forest are ensemble to compute the per-pixel class probabilities; at last, a fully connected conditional random field is employed to enhance the final performance. The hierarchical features contain more global evidence and the region features contain more local evidence. So the fusion of these two features is expected to enhance the feature representation ability. In classification phase, integrating multiple classifiers aims to improve the generalization ability of classification algorithms. Experiments are conducted on Sift-Flow datasets by our proposed methods with competitive labeling accuracy.

     

基于可重叠混淆树的卷积神经网络

卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)被广泛用于图像分类任务中。大多数现有的CNN模型都按照N路分类器的形式训练。然而,不同类别之间总存在差异性限制了N路分类器的分类能力。为了解决上述问题,提出的神经网络模型将混淆树结构(confusion tree, CT)和CNN模型结合,设计了性能更强的基于混淆树的卷积神经网络模型(confusion tree CNN,CT-CNN)。该模型首先建立一个混淆树来对类别之间的混淆性进行建模;然后,将混淆树的分层结构嵌入到CNN模型中,通过这种方式可以引导CNN的训练过程更加关注混淆性强的类别集合。该模型在公共数据集上进行了评估,实验结果证明,CT-CNN能克服大规模数据类别间的分类难度分布不均匀的局限,在复杂大规模的分类任务中取得稳定的优秀表现。     

混合深度学习模型C-RF及其在手写数字识别中的应用

卷积神经网络（Convolutional neural network,CNN）是一种常见的深度学习模型,受人类视觉认知机制启发而来,能够从原始图像得到有效的特征表达。CNN模型在图像识别领域不断取得突破,但是在训练过程中需要花费大量时间。随机森林（Random forest,RF）在分类和回归上具有很高的精度,训练速度快并且不容易出现过拟合的问题,现有的基于RF的分类器都依赖手工选取的特征。针对以上问题,本文提出了基于CNN的C-RF模型,把CNN提取到的特征输入RF中进行分类。由于随机权值网络同样可以得到有效的结果,所以不用梯度算法调整网络参数,以免消耗大量时间。最后在MNIST数据集和Rotated MNIST数据集上进行了实验,结果表明C-RF模型的分类精度比RF有了较大的提高,同时泛化能力也有所提升。