1.一种多视角二元有序图像数据的鲁棒分类方法,其特征在于,包括以下步骤:提取训练集二元有序图像数据的多视角视觉特征;
将提取的特征送入多视角二元有序数据分类模型中,训练得到各视角上的权重系数和映射矩阵,所述二元有序数据分类模型表示为如下优化问题:问题P1:
约束条件:
式中, 表示第 个二元有序图像样本在第 个视角上的视觉特征,其中 和分别为从第一个图像和第二个图像上提取的视觉特征向量,且第一个图像比第二个图像具有更大的正类似然度;表示用于训练的二元有序图像样本的数量; 表示不同视角数; 表示每个视角的高维特征映射函数; 和 分别是代表正类和负类的概率; 表示第 个视角的权重;将 表示为 , 是特征矩阵, 是映射矩阵,为待优化变量; 和 为中间变量, 和 是超参数;
训练得到各视角上的权重系数和映射矩阵,包括:根据表示定理,将二元有序数据分类模型的问题P1转换为核模型如下:问题P2:
约束条件:
其中, 是第 个视角上核矩阵的分块形式,核矩阵的分块形式为,其中核函数 是高维特征映射函数 的内积,分别是由核函数 , 和 组成的核矩阵; 和 为待优化变量;
针对问题P2,采用交替方向乘子法,结合梯度下降和迭代次数相关的动量策略,逐步优化目标函数以达到快速收敛;
基于学习到的权重系数和映射矩阵,对待识别图像进行分类识别。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,提取训练集二元有序图像数据的多视角视觉特征,包括:对于黑白图像数据,采用512维定向梯度直方图和81维GIST描述符作为两种不同视角的视觉特征;对于彩色图像数据,采用144维HOG和100维DenseHue描述符作为两种视角视觉特征。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,对问题P2的求解包括如下步骤:S201,输入视角个数 ,正类样本概率 ,负类样本概率 ,训练集数据,参数 和 ,交替方向乘子法的步长参数和收敛阈值 ;初始化 ,令迭代次数 ;
S202,在问题P2中取 ,利用交替方向乘子法求解关于 的优化问题,得到;
S203,在问题P2中取 ,利用基于动量策略的梯度下降方法寻求 的最优解,记为 ;
S204,若 ,令 ,返回步骤S202;否则,输出最优解 , 。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述步骤S202中,更新 的方法如下:定义表示每个视角分类器模型复杂度的向量 ,定义视角权重向量 ,对于 而言,将问题P2转换为问题P3:约束条件:
其中, 是拉格朗日乘子向量, , ,,是分量全是1的向量, 是 的单位矩阵,是分量全是0的向量;
通过以下步骤求解问题P3:
i) 初始化 和 ,确定收敛阈值;
ii) 通过下式更新 : ;
:iii) 通过下式更新 : ;
iv) 通过下式更新 : ;
v) 动态调整参数 : ,是大于1的调整系数;
vi) 若 以及 和 在两次相邻迭代的变化之差均小于设定的阈值,则得到 ;否则,返回步骤ii)。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述步骤S203中更新 的方法如下:对于 而言,将问题P2转换为问题P4:其中:
通过以下步骤求解问题P4:
i) 初始化 , ,迭代数 ,确定收敛阈值;
ii) 计算问题P4的目标函数 的梯度:其中:
iii) 根据梯度范数动态修改步长 ,以适应目标函数的变化速度,其中:iv) 计算累加梯度:
v) 通过下式更新 :
vi) 若 在两次相邻迭代的变化之差小于设定的阈值,则得到 ;否则,令 并返回步骤ii)。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于学习到的权重系数和映射矩阵,对待识别图像进行分类识别,包括:利用第 个视角的分类器进行分类,其中 表示核函数:将各视角的分类结果 按权重 加权求和得到最终预测结果:其中, 是待识别图像在 视角上的视觉特征。
7.一种多视角二元有序图像数据的鲁棒分类装置,其特征在于,包括:数据预处理模块,用于提取训练集二元有序图像数据的多视角视觉特征;
模型训练模块,用于将提取的特征送入多视角二元有序数据分类模型中,训练得到各视角上的权重系数和映射矩阵,所述二元有序数据分类模型表示为如下优化问题:问题P1:
约束条件:
式中, 表示第 个二元有序图像样本在第 个视角上的视觉特征,其中 和分别为从第一个图像和第二个图像上提取的视觉特征向量,且第一个图像比第二个图像具有更大的正类似然度;表示用于训练的二元有序图像样本的数量; 表示不同视角数; 表示每个视角的高维特征映射函数; 和 分别是代表正类和负类的概率; 表示第 个视角的权重;将 表示为 , 是特征矩阵, 是映射矩阵,为待优化变量; 和 为中间变量, 和 是超参数;
训练得到各视角上的权重系数和映射矩阵,包括:根据表示定理,将二元有序数据分类模型的问题P1转换为核模型如下:问题P2:
约束条件:
其中, 是第 个视角上核矩阵的分块形式,核矩阵的分块形式为,其中核函数 是高维特征映射函数 的内积,分别是由核函数 , 和 组成的核矩阵; 和 为待优化变量;
针对问题P2,采用交替方向乘子法,结合梯度下降和迭代次数相关的动量策略,逐步优化目标函数以达到快速收敛;
图像分类模块,用于基于学习到的权重系数和映射矩阵,对待识别图像进行分类识别。
8.一种计算机设备,其特征在于,包括:一个或多个处理器;存储器;以及一个或多个程序,其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中,并且被配置为由所述一个或多个处理器执行,所述程序被处理器执行时实现如权利要求1‑6中任一项所述的多视角二元有序图像数据的鲁棒分类方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1‑6中任一项所述的多视角二元有序图像数据的鲁棒分类方法的步骤。