融合判别式深度特征学习的图像识别算法

• 作者: 凌志刚 李绣心 黄旭
• 来源期刊: 中国图象图形学报
• 学科: 工学
• 关键词: 卷积神经网络 深度特征学习 LDA(linear discriminant analysis) 损失函数 Ldloss
• 年，卷（期）: 2018,（4）
• 所属期刊栏目: 图像理解和计算机视觉
• 页码范围: 510-518
• 页数: 9页
• 分类号: TP309.8
• 字数: 4502字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11834/jig.170336

摘要

目的 卷积神经网络在图像识别算法中得到了广泛应用.针对传统卷积神经网络学习到的特征缺少更有效的鉴别能力而导致图像识别性能不佳等问题,提出一种融合线性判别式思想的损失函数LDloss(linear discriminant loss)并用于图像识别中的深度特征提取,以提高特征的鉴别能力,进而改善图像识别性能.方法 首先利用卷积神经网络搭建特征提取所需的深度网络,然后在考虑样本分类误差最小化的基础上,对于图像多分类问题,引入LDA(linear discriminant analysis)思想构建新的损失函数参与卷积神经网络的训练,来最小化类内特征距离和最大化类间特征距离,以提高特征的鉴别能力,从而进一步提高图像识别性能,分析表明,本文算法可以获得更有助于样本分类的特征.其中,学习过程中采用均值分批迭代更新的策略实现样本均值平稳更新.结果 该算法在MNIST数据集和CK+数据库上分别取得了99.53％和94.73％的平均识别率,与现有算法相比较有一定的提升.同时,与传统的损失函数Softmax loss和Hinge loss对比,采用LDloss的深度网络在MNIST数据集上分别提升了0.2％和0.3％,在CK+数据库上分别提升了9.21％和24.28％.结论 本文提出一种新的融合判别式深度特征学习算法,该算法能有效地提高深度网络的可鉴别能力,从而提高图像识别精度,并且在测试阶段,与Softmax loss相比也不需要额外的计算量.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	黄旭	湖南大学电气与信息工程学院	4	30	3.0	4.0
2	凌志刚	湖南大学电气与信息工程学院	10	100	5.0	10.0
3	李绣心	湖南大学电气与信息工程学院	2	12	1.0	2.0