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基于卷积词袋网络的视觉识别
  • ISSN号:1002-8331
  • 期刊名称:《计算机工程与应用》
  • 时间:0
  • 分类:TP183[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
  • 作者机构:[1]华南农业大学电子工程学院,广州510642
  • 相关基金:国家自然科学基金委员会-广东联合基金(No.U1301253);广东省科技计划项目(No.2014A020208108).
中文摘要:

近年来,卷积神经网络(CNN)凭借其强大的特征学习能力在视觉识别领域取得重要进展。针对CNN全连接层对图像平移、旋转、缩放等变换比较敏感的问题,提出了一种混合模型——卷积词袋网络(BoCW-Net)。它将BoW模型嵌入CNN结构中并代替全连接层,通过端到端的方式学习特征、字典和分类器。为实现BoCW-Net整个网络的有监督学习,提出基于方向相似度的BoCW编码。同时,为充分利用中层特征和高层特征的鉴别性,将中层辅助分类器与高层分类器集成,形成主-辅集成分类器。实验结果表明:相比全连接层,BoCW表示对各种变换具有更强的不变性;主-辅集成分类器能有效融合中层、高层特征,提高BoCW-Net的识别性能;相比新近发展的CNN模型,BoCW-Net在CIFAR-10、CIFAR-100和MNIST数据库上均取得了改进的识别性能,最终分别获得4.88%、22.48%和0.21%的测试错误率。

英文摘要:

In recent years, Convolutional Neural Networks(CNN)have made a progress in visual recognition tasks with its powerful feature learning ability. A hybrid model called BoCW-Net is proposed to solve the problem that full-connection layer in CNN is more sensitive to image’s transformations such as translation, rotation and scale, et al. It embeds BoW model into CNN architectures and replaces the full-connection layer, while it can learn feature, dictionary and classifier in the end-to-end way. In order to realize supervised learning of whole BoCW-Net, BoCW encoding based on direction similarity is proposed. In the meanwhile, to take full advantage of the discrimination of both mid-level and high-level features,middle-level auxiliary classifier is integrated to high-level classifier to form the main-auxiliary ensemble classifier. Experimental results show that BoW model imbedded into CNN has better invariance for a variety of transformations compared with the full-connection layer. Main-auxiliary ensemble classifier can effectively fusion mid-level and high-level features to improve the recognition performance of BoCW-Net. Compared with the newly developed CNN models, BoCW-Net acquires improved recognition performance on CIFAR-10、CIFAR-100 and MNIST dataset with 4.88%, 22.48% and 0.21% final test error rate, respectively.

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期刊信息
  • 《计算机工程与应用》
  • 北大核心期刊(2014版)
  • 主管单位:中国电子科技集团公司
  • 主办单位:华北计算技术研究所
  • 主编:怀进鹏
  • 地址:北京市海淀区北四环中路211号北京619信箱26分箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:ceaj@vip.163.com
  • 电话:
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-8331
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2127/TP
  • 邮发代号:82-605
  • 获奖情况:
  • 1. 2012年首批获得中国学术文献评价中心发布的 “...,2. 2001年获得新闻出版署“中国期刊方阵双效期刊”,3. 2008年首批入选国家科技部“中国精品科技期刊...,4.2003年-2011年连续获得工业和信息化部期刊最高...
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:97887