基于類結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)和大規(guī)模圖像分類的聯(lián)合層次化學(xué)習(xí)研究.pdf

1、圖像分類是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域中的一個(gè)基本任務(wù)，該研究方向一直非?；钴S。圖像分類的性能嚴(yán)重影響著圖像分割，目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤等其他計(jì)算機(jī)視覺任務(wù)，因此，圖像分類研究具有重要的研究意義和實(shí)用價(jià)值。
　　近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展及攝像設(shè)備的普及，圖像數(shù)量呈爆炸式增長，不僅如此，圖像的類別數(shù)也大幅增長。盡管圖像分類研究已經(jīng)取得了長足的進(jìn)展，然而，現(xiàn)有的大多數(shù)分類方法采用平鋪式的方法，即采用一對(duì)多或者一對(duì)一的分類方式。該分類方式有三大缺陷:1）無法

2、克服分類器形成過程中類別數(shù)據(jù)的不平衡，導(dǎo)致分類性能下降;2）類別數(shù)很大時(shí)，標(biāo)號(hào)判別過程計(jì)算復(fù)雜度高;3）忽視了類別之間的結(jié)構(gòu)信息，不利于數(shù)據(jù)的可視化。為此，本文針對(duì)大規(guī)模圖像的類別層次結(jié)構(gòu)，以及基于層次結(jié)構(gòu)的分類方法進(jìn)行研究。本文的主要貢獻(xiàn)如下:
　　1)設(shè)計(jì)一種快速計(jì)算類間的相似性度量的方法，基于該方法，利用分層譜聚類構(gòu)建視覺樹，形成圖像類別之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系圖。
　　2)基于視覺樹，設(shè)計(jì)了一種基于最優(yōu)路徑的標(biāo)號(hào)預(yù)測(cè)方法。當(dāng)前

3、流行的基于視覺樹的標(biāo)號(hào)預(yù)測(cè)方法，往往采用貪婪學(xué)習(xí)的方式。該方法無法克服由于預(yù)測(cè)過程中高層標(biāo)號(hào)預(yù)測(cè)錯(cuò)誤帶來的誤差傳播。為此，本文設(shè)計(jì)了一種近似最優(yōu)的N-best路徑的預(yù)測(cè)方法，即每層保留N條最優(yōu)路徑，有效克服了誤差的傳播。
　　3)將所提方法結(jié)合多種特征進(jìn)行比較研究，對(duì)傳統(tǒng)的SIFT特征、VLAD特征及當(dāng)前最新卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)特征(AlexNet及Inception-v3特征)進(jìn)行比較。在大規(guī)模圖像數(shù)據(jù)庫ILSVRC2010及Calte