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使用深度模型遷移進(jìn)行細(xì)粒度圖像分類的方法說明

2019-01-18 | rar | 1.08 MB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

  針對(duì)細(xì)粒度圖像分類方法中存在模型復(fù)雜度較高、難以利用較深模型等問題,提出深度模型遷移( DMT)分類方法。首先,在粗粒度圖像數(shù)據(jù)集上進(jìn)行深度模型預(yù)訓(xùn)練;然后,使用細(xì)粒度圖像數(shù)據(jù)集對(duì)預(yù)訓(xùn)練模型logits層進(jìn)行不確切監(jiān)督學(xué)習(xí),使其特征分布向新數(shù)據(jù)集特征分布方向遷移;最后,將遷移模型導(dǎo)出,在對(duì)應(yīng)的測(cè)試集上進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在STANFORD DOGS、CUB -200 -2011、OXFORD FLOWER-102細(xì)粒度圖像數(shù)據(jù)集上,DMT分類方法的分類準(zhǔn)確率分別達(dá)到72.23%、73. 33%和96. 27%,驗(yàn)證了深度模型遷移方法在細(xì)粒度圖像分類領(lǐng)域的有效性。

? ? 細(xì)粒度圖像分類( Fine-Grained Image Classification,F(xiàn)GIC)任務(wù)中的類別構(gòu)成,往往是粗粒度類別中某一子類別;與粗粒度圖像相比,細(xì)粒度圖像類間差異更小,相似類之間的干擾導(dǎo)致圖像信噪比高,對(duì)其進(jìn)行有效分類往往需要借助圖像中稀疏且局部的特征。傳統(tǒng)FGIC方法依賴人工標(biāo)注的局部信息,對(duì)分類模型進(jìn)行強(qiáng)監(jiān)督學(xué)習(xí),導(dǎo)致此類方法人工參與程度高。近年來,僅需圖像類標(biāo)簽的不確切監(jiān)督( inexact supervision)學(xué)習(xí)方法成為了研究熱點(diǎn)。

  細(xì)粒度圖像分類( Fine-Grained Image Classification,F(xiàn)GIC)任務(wù)中的類別構(gòu)成,往往是粗粒度類別中某一子類別;與粗粒度圖像相比,細(xì)粒度圖像類間差異更小,相似類之間的干擾導(dǎo)致圖像信噪比高,對(duì)其進(jìn)行有效分類往往需要借助圖像中稀疏且局部的特征¨]。傳統(tǒng)FGIC方法依賴人工標(biāo)注的局部信息,對(duì)分類模型進(jìn)行強(qiáng)監(jiān)督學(xué)習(xí),導(dǎo)致此類方法人工參與程度高心]。近年來,僅需圖像類標(biāo)簽的不確切監(jiān)督( inexact supervision)學(xué)習(xí)方法‘31成為了研究熱點(diǎn)。

  不確切監(jiān)督屬于弱監(jiān)督( weakly supervision)范疇,其特點(diǎn)是訓(xùn)練數(shù)據(jù)的標(biāo)簽粒度較粗。如圖像的類標(biāo)簽,與局部標(biāo)簽相比,類標(biāo)簽信息僅能描述全局圖像,而無法提供圖像的局部信息。

  根據(jù)圖像分類過程,F(xiàn)GIC模型亦可抽象為“特征提取器+分類器”結(jié)構(gòu)‘糾,其中的圖像特征提取至關(guān)重要。目前,細(xì)粒度圖像特征提取方法分為兩種:1)手工設(shè)計(jì)底層特征。 Iscen等M1首先采用Zernike濾波器進(jìn)行密集局部塊檢測(cè),再對(duì)檢測(cè)到的局部塊提取特征并進(jìn)行分類( Zemike+SpatialCoordinate Coding,Zemike+ SCC);Zhang等借鑒人眼分層注意機(jī)制提出了分層圖元匹配(Hierarchical GraphletMatching,HGM)方法。2)特征學(xué)習(xí)。目前,該類方法常采用深度模型進(jìn)行特征學(xué)習(xí)。Xie等‘61提出了在線最近鄰估計(jì)結(jié) 合支持向量機(jī)( Online Nearest-neighbor Estimation+SupportVector Machine,ONE +SVM)的方法,對(duì)深度模型提取到的特征進(jìn)行分類;Azizpour等‘71微調(diào)深度模型進(jìn)行細(xì)粒度圖像分類( Deep Standard, Deep Optimized);Qian等‘81提出了多級(jí)度量學(xué)習(xí)( Multi-stage Metric Learning,MsML)方法,將大規(guī)模多維特征學(xué)習(xí)進(jìn)行拆分降維,以降低學(xué)習(xí)復(fù)雜度;Kim等提出了一種基于貝葉斯證據(jù)框架( Bayesian Evidence Framework,BEF)的深度模型選擇方法,選取最優(yōu)模型后再進(jìn)行遷移學(xué)習(xí);Huang等提出了基于多邊形的分類器(Polygon Based Classifier.PBC),自動(dòng)尋找圖像中有判別力的特征區(qū)域。

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