基于主动学习的域适应算法研究及在图像分类中的应用

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自深度学习提出以来,得到科研人员和工业界广泛关注,在诸如计算机视觉等领域取得了飞速进展。图像分类任务则是计算机视觉中最为重要的任务之一,深度学习在解决图像分类任务方面涌现出了大量的经典算法。但是多数经典的算法需要大量已知标记的样本做支撑,一方面需要实际应用的有力支撑,同时需要耗费巨大的人力和财力。在减少标记需求方面,主动学习方法和迁移学习方法是常用的两种策略,但这两种策略均有相应局限:主动学习对样本标记的需求依旧较大,实际中很难适用于解决小样本分类问题;迁移学习局限于缺乏目标域关键信息以及域间分布的差异性即源域中还存在大量无益于迁移学习的无效源域样本。针对以上问题,基于主流的主动学习和迁移学习方法分析,本文做了两个方面的工作。首先,提出了一种基于单主动学习的域适应算法,将极大极小熵的域适应迁移学习算法和核心集采样的主动学习算法相融合,实现了在小样本条件下对目标域关键样本的选取,大大减少了标记样本所需的成本。其次,为解决无效源域样本问题,本文在源域上采用损失预测主动学习策略,提出了一种基于双主动学习的域适应算法,借助选取出的已知目标域样本,实现了对源域样本的有效筛选,一定程度上消除了负迁移影响。为验证所提两种算法的有效性,本文在实际的图像分类数据集上进行了多组对比实验,最终实验表明所提的基于双主动学习的域适应算法比传统的主动迁移学习算法的分类准确率最高高出4.0%,筛选参与训练的源域样本的筛选率最低可达2.7%。系列对比实验的结果以及分析证明了本文所提两种算法的合理性与有效性。
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