项目名称: 基于信息几何和测度学习的混合高斯模型距离研究及在图像分类中的应用

项目编号: No.61471082

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 无线电电子学、电信技术

项目作者: 李培华

作者单位: 大连理工大学

项目金额: 78万元

中文摘要: 混合高斯模型(GMM)广泛地应用于图像处理,模式识别和机器学习等领域.近年来基于GMM的图像分类方法取得了令人瞩目的进展.在GMM研究中一个基本而又具有挑战性的问题是如何度量GMM之间的距离.信息几何理论指出概率分布形成的空间是黎曼流形,因此只有基于黎曼测度才能准确度量流形上不同点的差异.然而由于当前方法或者未利用流形结构或者只是基于黎曼测度的近似,限制了这些方法的性能.本项目围绕GMM之间的距离这一基本问题,基于信息几何和测度学习开展理论和应用研究.首先研究一种将高斯流形嵌入到实对称正定矩阵空间再进一步映射到可再生核希尔伯特空间的方法,该方法能够保持高斯流形的黎曼几何结构.在此基础上,提出基于通用背景混合高斯模型的黎曼超向量方法度量概率分布的差异.进一步研究基于稀疏表达推土距离的大间隔机器学习方法学习GMM之间的距离测度.最后研究将黎曼超向量和大间隔GMM距离测度学习方法应用于图像分类.

中文关键词: 图像分类;信息几何;测度学习;混合高斯模型

英文摘要: Gaussian Mixture Model (GMM) has widespread applications in image processing, pattern recognition and machine learning. Recently GMM-based image classification methods have achieved great advance. One of the fundamental and challenging problems is how to measure distance between GMMs. According to the theory of information geometry, the spaces of distributions are Riemannian manifolds, and thus the most appropriate distance in the manifold should be based on Riemannian metrics. However, existing methods either fail to leverage the geometrical structure of the underlying statistical manifolds, or are just based on approximation of Riemannian metrics, which restrict their performance. To address the shortcomings of the existing methods, we perform research in both theory and application focusing on the fundamental problem of the distance between GMMs. Firstly, we study a novel method embedding the Gaussian manifold into the space of symmetric positive definite (SPD) matrices and further map the latter into the reproducing kernel Hilbert space (RKHS); this method preserves the Riemannian geometrical structure of Gaussian manifold. Secondly, we propose the Riemannian super-vector based on the universal background Gaussian mixture model (UBM-GMM) to measure the difference of probability distributions. Furthermore, we present the large margin machine learning method to learn the distance metrics between GMMs. Finally, we study the applications of Riemannian super-vector and large margin GMM distance metric learning method in image classification.

英文关键词: Image classification;Information geometry;metric learning;Gaussian mixture model

成为VIP会员查看完整内容
0

相关内容

图像分类是指给定一组各自被标记为单一类别的图像,然后对一组新的测试图像的类别进行预测,并测量预测的准确性结果。
【ICLR2022-MIT】图关系域适应
专知会员服务
30+阅读 · 2022年2月9日
【博士论文】机器学习中的标记增强理论 与应用研究
专知会员服务
28+阅读 · 2021年12月3日
图像分类的深度卷积神经网络模型综述
专知会员服务
56+阅读 · 2021年10月29日
专知会员服务
61+阅读 · 2021年3月12日
124页哈佛数学系本科论文,带你了解流形学习的数学基础
专知会员服务
44+阅读 · 2020年12月23日
【视频】几何数据嵌入表示学习,74页ppt
专知会员服务
32+阅读 · 2020年7月24日
【Google AI】开源NoisyStudent:自监督图像分类
专知会员服务
54+阅读 · 2020年2月18日
【ICLR2022-MIT】图关系域适应
专知
1+阅读 · 2022年2月9日
【CVPR2019】弱监督图像分类建模
深度学习大讲堂
37+阅读 · 2019年7月25日
最全综述 | 图像分割算法
计算机视觉life
13+阅读 · 2019年6月20日
基于二进制哈希编码快速学习的快速图像检索
极市平台
12+阅读 · 2018年5月17日
【泡泡一分钟】学习紧密的几何特征(ICCV2017-17)
泡泡机器人SLAM
20+阅读 · 2018年5月8日
【迁移学习】迁移学习在图像分类中的简单应用策略
基于信息理论的机器学习
专知
21+阅读 · 2017年11月23日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月18日
Arxiv
13+阅读 · 2022年1月20日
Deformable Style Transfer
Arxiv
14+阅读 · 2020年3月24日
小贴士
相关VIP内容
【ICLR2022-MIT】图关系域适应
专知会员服务
30+阅读 · 2022年2月9日
【博士论文】机器学习中的标记增强理论 与应用研究
专知会员服务
28+阅读 · 2021年12月3日
图像分类的深度卷积神经网络模型综述
专知会员服务
56+阅读 · 2021年10月29日
专知会员服务
61+阅读 · 2021年3月12日
124页哈佛数学系本科论文,带你了解流形学习的数学基础
专知会员服务
44+阅读 · 2020年12月23日
【视频】几何数据嵌入表示学习,74页ppt
专知会员服务
32+阅读 · 2020年7月24日
【Google AI】开源NoisyStudent:自监督图像分类
专知会员服务
54+阅读 · 2020年2月18日
相关资讯
【ICLR2022-MIT】图关系域适应
专知
1+阅读 · 2022年2月9日
【CVPR2019】弱监督图像分类建模
深度学习大讲堂
37+阅读 · 2019年7月25日
最全综述 | 图像分割算法
计算机视觉life
13+阅读 · 2019年6月20日
基于二进制哈希编码快速学习的快速图像检索
极市平台
12+阅读 · 2018年5月17日
【泡泡一分钟】学习紧密的几何特征(ICCV2017-17)
泡泡机器人SLAM
20+阅读 · 2018年5月8日
【迁移学习】迁移学习在图像分类中的简单应用策略
基于信息理论的机器学习
专知
21+阅读 · 2017年11月23日
相关基金
国家自然科学基金
3+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
微信扫码咨询专知VIP会员