一种新颖的多实例学习算法与应用
2021-04-07陈章宝张傲林
蚌埠学院学报 2021年2期
侯 勇,陈章宝,张傲林
(1.蚌埠学院 计算机工程学院,安徽 蚌埠 233030;2.蚌埠学院 电子与电气工程学院,安徽 蚌埠 233030;3.蚌埠学院 经济与管理学院,安徽 蚌埠 233030)
针对训练实例标签的不完全了解的问题,提出了多实例学习(MIL)作为监督学习的变体。在监督学习中,每个训练实例都分配离散或实际价值标签。相比之下,在MIL中,标签仅分配给实例包。在二进制情况下,如果包中至少有一个实例为正,则将此包标记为正;如果包中的所有实例均为负,则该包标记为负,包中各个实例上没有标签。MIL的目标是根据标记的包,将未标记的包或实例进行分类。
1 知识准备
MIL的研究源于预测药物分子活性水平的问题。 之后,提出了许多MIL方法,例如学习轴平行概念[1],多样化密度[2],扩展引文kNN[3]等。 它们已被应用于图像概念学习,文本分类及股票市场预测等。 学习轴并行概念学习算法[3]是为解决MIL问题而提出的一类算法。其思想是在特征空间中找到轴平行超矩形(APR),使APR应包含每个正包中的至少一个实例,同时排除负包中的所有实例,以此来表示目标概念。文献[3]提出了三种算法来发现此APR,分别是“标准”算法,“由外而内”算法与“由内而外”算法。
期望最大化多样密度算法(EM-DD),是将这种EM样式风格的方法与DD算法相结合。EM-DD从初始猜测概念点t(可以使用原始DD算法获取)开始,然后重复执行以下两个步骤:在 E 步骤中,使用概念t的当前假设,在给定生成模型的情况下,从每个包中选取最可能的实例;在 M 步骤中,通过最大化转换后的DD来估计新概念t′,在E步骤中,使用梯度搜索,并在选定的实例上定义此转换后的DD。……
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