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题目:基于近邻传播聚类算法的主动贝叶斯分类器的研究与实现

关键词:主动学习,近邻传播,聚类,半监督学习,标签传播算法

  摘要



随着互联网的发展,对于不断产生的海量非结构化数据进行获取、分类、管理的需求越来越大。然而,传统的监督学习和无监督学习等机器学习算法对于处理标签数据比例极小甚至无标签数据集的分类问题的效果往往不佳,同时还存在获取标签样本时的人工标注成本高昂,效率较低等问题。因此,通过引入主动学习算法来减少对人工标注样本数量的需求并提高分类器分类效果的研究近年来得到越来越多的关注,提出了许多有价值的理论和算法。但传统的主动学习算法依然存在采样算法忽略样本分布信息,选点效率不高,对初始已标注样本点的依赖等诸多问题。

本文通过对主动学习算法进行较深入的研究,针对传统主动学习中的问题,提出了基于近邻传播聚类的主动学习算法,通过利用近邻传播聚类算法对无标注数据集进行聚类,选取最能代表样本数据分布的聚类中心进行人工标注并训练分类器,以进一步提高人工标注资源的利用率,在相同人工标注数量的前提下,提高了分类的准确率。同时,考虑到半监督学习算法通过利用未标注样本的潜在信息来减少人工标注数量和提高分类效果,本文尝试将半监督标签传播算法与主动学习算法进行结合,提出了基于近邻聚类主动学习的标签传播算法,进一步提高了主动学习的性能,使得对于海量数据集可以通过极少的人工标注达到较为理想的分类效果。同时,本文在此算法的基础上,设计了基于近邻传播算法的主动贝叶斯分类框架,将本文提出的算法应用于解决现实中的无标签海量数据集的分类问题。通过在多个数据集上进行实验,验证了本文提出的主动学习算法相比传统主动学习算法分类准确度有着显著的提升,结合了主动学习的半监督标签传播算法进一步提高了分类的效果。