【摘要】：隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,機器學(xué)習(xí)技術(shù)在諸多實際問題中得到了成功的應(yīng)用。傳統(tǒng)機器學(xué)習(xí)假設(shè)訓(xùn)練數(shù)據(jù)與測試數(shù)據(jù)服從同樣的分布,且需要充足的訓(xùn)練數(shù)據(jù)來學(xué)習(xí)高性能的分類器。然而,由于數(shù)據(jù)收集和標(biāo)注的昂貴成本,問題領(lǐng)域中可能只有少量有標(biāo)簽的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。為了解決問題領(lǐng)域(即目標(biāo)領(lǐng)域)中的數(shù)據(jù)稀缺問題,研究者提出了遷移學(xué)習(xí)技術(shù),將從相關(guān)領(lǐng)域(即源領(lǐng)域)中挖掘到的知識遷移到目標(biāo)領(lǐng)域中。由于源領(lǐng)域和目標(biāo)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)分布不同,利用源領(lǐng)域數(shù)據(jù)對目標(biāo)領(lǐng)域中的分類任務(wù)進行輔助是一個非平凡問題。在源領(lǐng)域和目標(biāo)領(lǐng)域擁有不同的特征空間的問題中,領(lǐng)域之間的知識遷移變得更加困難,這一問題被稱為異構(gòu)遷移學(xué)習(xí)。為了利用異構(gòu)源領(lǐng)域中的知識來提升目標(biāo)領(lǐng)域中分類問題的精度,本文對異構(gòu)遷移學(xué)習(xí)進行了系統(tǒng)的研究。本文的主要貢獻總結(jié)如下:1)提出了一個在線集成遷移學(xué)習(xí)算法,利用多視圖共現(xiàn)數(shù)據(jù)來衡量異構(gòu)數(shù)據(jù)實例之間的相似度,并對源領(lǐng)域和目標(biāo)領(lǐng)域中構(gòu)建的預(yù)測函數(shù)進行結(jié)合,同時對算法的預(yù)測錯誤上界進行了理論分析。2)提出了一個在線多視圖學(xué)習(xí)算法,利用多視圖共現(xiàn)數(shù)據(jù)對兩個領(lǐng)域的數(shù)據(jù)進行特征擴充,并學(xué)習(xí)一個在線多視圖分類器,對兩個領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)進行分類,同時對算法的預(yù)測錯誤上界進行了理論分析。3)提出了一個基于典型相關(guān)分析的聯(lián)合學(xué)習(xí)模型,尋找能夠最大化源領(lǐng)域和目標(biāo)領(lǐng)域數(shù)據(jù)相關(guān)性的領(lǐng)域共享特征子空間,同時學(xué)習(xí)一個能夠最小化訓(xùn)練數(shù)據(jù)經(jīng)驗損失的分類器。4)提出了一個半監(jiān)督最優(yōu)傳輸模型來挖掘源領(lǐng)域和目標(biāo)領(lǐng)域數(shù)據(jù)中隱含的幾何信息,并將源領(lǐng)域數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥繕?biāo)領(lǐng)域中,使得目標(biāo)領(lǐng)域數(shù)據(jù)和傳輸后的源領(lǐng)域數(shù)據(jù)服從類似的分布。5)針對數(shù)據(jù)不平衡的問題,提出了一個基于最優(yōu)傳輸理論的數(shù)據(jù)過采樣算法,從少數(shù)類別數(shù)據(jù)中挖掘幾何信息,使得過采樣方法合成的少數(shù)類別數(shù)據(jù)與真實的少數(shù)類別數(shù)據(jù)服從類似的分布。
【圖文】：

２研究現(xiàn)狀逡逑根據(jù)源領(lǐng)域和目標(biāo)領(lǐng)域特征空間的關(guān)系，可以將遷移學(xué)習(xí)分為同構(gòu)徖移學(xué)習(xí)和異構(gòu)逡逑移學(xué)習(xí)兩大類。本節(jié)對這兩類徖移學(xué)習(xí)問題的研宄現(xiàn)狀進行綜述。逡逑２．１同構(gòu)遷移學(xué)習(xí)逡逑在同構(gòu)遷移學(xué)習(xí)問題中，源領(lǐng)域和目標(biāo)領(lǐng)域具有相同的特征空間，，但在數(shù)據(jù)分布上逡逑在差異《圖１－２中展示了針對圖像物體識別的同構(gòu)遷移學(xué)習(xí)問題。其中，源領(lǐng)域和目逡逑領(lǐng)域均包含自行車和筆記本電腦的圖片，可以利用顏色直方圖特征對兩個領(lǐng)域中的圖逡逑進行表示。但是，源領(lǐng)域中的圖片背景為千掙的白色，而目標(biāo)領(lǐng)域中的圖片背景較為逡逑雜，包括墻壁、桌面等，這種差異導(dǎo)致源領(lǐng)域和目標(biāo)領(lǐng)域具有不同的數(shù)據(jù)分布。直接逡逑用源領(lǐng)域和目標(biāo)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)訓(xùn)練分類忽略了數(shù)據(jù)分布之間的差異，可能無法在目標(biāo)逡逑域中得到較好的分類結(jié)果。為了解決這一［５１題，學(xué)術(shù)界提出了各種同構(gòu)遷移學(xué)習(xí)策略，逡逑

Ｌｅａｒｎｉｎ§邋［邐ｌ＾ｏｗｌｅｄ＾邐［邋Ｌｅａｒｎｉｎｇ邋［逡逑Ｓｙｓｔｅｍ邋１／邋ｖ邐Ｖ邋｜邋Ｓｙｓｔｅｍ邋［／逡逑圖１－１遷移學(xué)習(xí)示意逡逑１．２研究現(xiàn)狀逡逑根據(jù)源領(lǐng)域和目標(biāo)領(lǐng)域特征空間的關(guān)系，可以將遷移學(xué)習(xí)分為同構(gòu)徖移學(xué)習(xí)和異構(gòu)逡逑遷移學(xué)習(xí)兩大類。本節(jié)對這兩類徖移學(xué)習(xí)問題的研宄現(xiàn)狀進行綜述。逡逑１．２．１同構(gòu)遷移學(xué)習(xí)逡逑在同構(gòu)遷移學(xué)習(xí)問題中，源領(lǐng)域和目標(biāo)領(lǐng)域具有相同的特征空間，但在數(shù)據(jù)分布上逡逑存在差異《圖１－２中展示了針對圖像物體識別的同構(gòu)遷移學(xué)習(xí)問題。其中，源領(lǐng)域和目逡逑標(biāo)領(lǐng)域均包含自行車和筆記本電腦的圖片，可以利用顏色直方圖特征對兩個領(lǐng)域中的圖逡逑片進行表示。但是，源領(lǐng)域中的圖片背景為千掙的白色，而目標(biāo)領(lǐng)域中的圖片背景較為逡逑復(fù)雜，包括墻壁、桌面等，這種差異導(dǎo)致源領(lǐng)域和目標(biāo)領(lǐng)域具有不同的數(shù)據(jù)分布。直接逡逑利用源領(lǐng)域和目標(biāo)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)訓(xùn)練分類忽略了數(shù)據(jù)分布之間的差異，可能無法在目標(biāo)逡逑領(lǐng)域中得到較好的分類結(jié)果。為了解決這一［５１題
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP181

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5 許s

本文編號：2660976