论文笔记之：Heterogeneous Image Features Integration via Multi-Modal Semi-Supervised Learning Model

 Heterogeneous Image Features Integration via Multi-Modal Semi-Supervised Learning Model

ICCV 2013

 

Paper：http://www.escience.cn/system/file?fileId=72247 

Code：http://www.escience.cn/people/fpnie/papers.html 

　　

本文提出了一种结合多种传统手工设计 feature 的多模态方法，在 label propagation 的基础上进行标签传递，进行半监督学习，综合利用各种 feature 的优势，自适应的对各种feature 的效果进行加权，即：对于判别性较好的 feature给予较高的权重，较差的 feature 给予较低的权重，然后将整个流程融合在一个框架中进行学习。

　　  关于基于 Graph 的标签传递的基础知识，请参考具体论文，或者本博客的博文“Dynamic Label Propagation for Semi-supervised Multi-class Multi-label Classification”。

　　   下面的公式即为所提出的 general 的 framework：

　　其中，这个公式主要有 3个成分，即：各个feature 所占的权重 $\alpha^{(v)}$，V 是所有feature类别总数，$G^{(v)}$ 是第 v 个特征对应的类别标签矩阵 (class label matrix)，$G$ 是我们所感兴趣的 比较趋于一致的 类别标签矩阵。通过求解该公式，同时得到 $G^{(v)}$, $G$, $\alpha^{(v)}$。

　　由于该框架并非凸的，那么无法直接对其进行求解，那么我们要做的就是将其拆分为 3个 步骤，分别进行求解，即：

　　Step 1: 　　固定 $G^{(v)}$, $G$, 然后先求解 $\alpha^{(v)}$：

　　然后这个子问题，就可以利用拉格朗日乘数法进行求解，因为这是一个带有约束的最小值问题。

　　然后可以求解得到公式（11），即为各个模态的权重，但是 蓝色加深字体，可能是作者笔误，我认为这里应该是 $\alpha^{(v)}$才对，因为求得就是这个，不知道为何弄出一个 $a^{(v)}$出来。额。。。

　　

　　Step 2.　　就是固定已经求出的 $\alpha^{(v)}$ 以及 $G$，然后去求解 $G^{(v)}$：

　　将上述问题转换为：

　　可以得到公式（13），即为所求。

 

　　Step 3. 　　固定已经求出的 $\alpha^{(v)}$ 以及  $G^{(v)}$，然后去求解 $G$：

　　由此可以得到：

 

　　迭代的进行上述三个步骤，直至收敛。

　　最后一步，就是将所得到的标签向量取最大值，作为对应样本的标签，即：

　　

　　完整的算法流程如下：

 

　　本文的实验部分，做的比较充分，在 4个数据集上进行了验证。本文所要验证的主要问题就是，这种方式自适应加权的 feature 组合可以得到更好的标签传递效果。