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专利号: 2024108131885
申请人: 闽江学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于不确定性选择和对比学习的半监督图像分类方法,其特征在于,包括:通过衡量模型的不确定性选择置信度高的无标注数据以供模型训练;

通过对比学习,拉近正样本距离,推远负样本,获取无标注数据表征;

为每个类别维持一个特征原型,通过计算无标注数据表征和特征原型的距离来分配伪标签;

所述衡量模型的不确定性是通过预测熵来近似量化模型的不确定性;

所述通过预测熵来近似量化模型的不确定性的具体公式如下:其中, 为样本i在第t次计算中的预测概率,γi为估计的分类不确定性,T表示样本在模型中计算的次数;

所述对比学习具体实现如下:

对于给定的无标注数据,通过应用随机增强生成两个图像,随后,通过教师网络获得这一对图像的映射q和k,将分类器预测相同视为正样本,分类器预测不同则为负样本,其计算如下:+ T

其中P(x)表示正样本对,A(x)表示存储队列中的特征表示,k 为正样本,k'为负样本,q为映射q的倒置,σ为超参数,exp表示e为底的指数函数;

还包括将无标注数据表征通过不确定性选择后,更新特征原型,即使用通过不确定性选择的无标注数据表征通过EMA方式来更新特征原型:其中,μc是类别c对应的特征原型, 是通过不确定性选择的类别为c的弱增强样本xw的可靠特征,Normalize表示归一化操作,l表示进行筛选操作,β是决定更新频率的可调超参数,τ为不确定性筛选的阈值,其计算公式如下:其中i是当前训练步长,I为训练总步长;

所述伪标签分配的具体方式为:

通过计算特征原型与预测特征之间的相似度来获取伪标签:其中Softmax为激活函数,特征原型 对应每个类别c∈{1,2,...,C},在分类器和特征原型的预测中,选择置信度较高的作为最终的伪标签:其中scorecls=max(pcls),scorepro=max(ppro)表示置信度得分,pcls,ppro表示预测概率,argmax函数返回数据中最大值的下标,max函数返回数据中的最大值;由此一致性正则化损失的计算如下:其中H表示交叉熵损失,B表示样本批次大小,b表示当前批次。

2.根据权利要求1所述的一种基于不确定性选择和对比学习的半监督图像分类方法,其特征在于,所述为每个类别维持一个特征原型,即为每个类别保留一个具有代表性的特征原型 对应每个类别c∈{1,2,...,C}。

3.一种基于不确定性选择和对比学习的半监督图像分类系统,其特征在于,包括存储器、处理器以及存储于存储器上并能够被处理器运行的计算机程序指令,当处理器运行该计算机程序指令时,能够实现如权利要求1‑2任一所述的方法步骤。

4.一种计算机可读存储介质,其上存储有能够被处理器运行的计算机程序指令,当处理器运行该计算机程序指令时,能够实现如权利要求1‑2任一所述的方法步骤。