基于辅助分类生成对抗网络的纸币红外特征鉴伪算法
2021-05-07陈小静曹语含张学东
陈小静,曹语含,张学东
(辽宁科技大学 计算机与软件工程学院,辽宁 鞍山 114051)
研究纸币识别的软件仍采用“以假鉴假”设计思想,没有实现“以真鉴假”[1]。纸币鉴伪方法主要有模板匹配、支持向量机和神经网络鉴别方法。模板匹配法费时费力,计算成本大,而且阈值的设置存在局限性[2-3];支持向量机方法对大样本的处理以及多分类问题上存在不足[4];神经网络鉴别可以充分学习到图像特征,能较好实现图像分类识别,但要求有足够的样本[5-7],而且对数据集以外的假币识别存在泛化不足的缺点。
Goodfellow于2014年提出生成对抗网络(Generative adversarial network,GAN)模型[8]。近年来对GAN进行改进,不断优化图片的生成质量。监督式生成对抗网络(Conditional generative adversarial nets,CGAN)模型[9]可以根据网络的输入标签生成对应的输出,比传统生成模型效果好且具有多样性。半监督学习使用未标记以及有标记数据一起训练模型,能在少量数据情况下得到比较高的准确率。GAN模型亦可通过半监督式学习优化提供生成数据,被称为半监督式生成对抗网络(Semi-supervised generative adversarial network,SGAN)模型[10-11],能够做到同时训练生成器与半监督式分类器,最终实现更优的半监督式分类器,成像质量更高。王德兴等[12]将深度学习引入GAN,并对其生成图片用分类器进行分类识别,图像的分类准确率好于其他无监督学习算法,证明生成图片的有效性。
GAN中判别器、分类器以及生成器的性能相互影响,存在平衡点。CGAN利用辅助的标签信息增强原始GAN,生成具有特定特征图片,且标签信息越丰富,生成效果越好。……
