非独立同分布噪声下基于损失函数自适应选择的稳健机器学习方法

批准号:
61603292
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
22.0 万元
负责人:
赵谦
依托单位:
学科分类:
F0603.机器学习
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
曹相湧、谢琦、陈阳、王开东、贺保妮、岳宗胜
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
本项目聚焦非独立同分布噪声条件下的稳健机器学习理论与方法研究。传统机器学习方法基于独立同分布噪声假设来选择损失函数,因而对实际应用中的非独立同分布噪声数据常表现出不稳健、不有效等问题。本项目拟基于损失函数的自适应学习策略,构造非独立同分布噪声下稳健高效的机器学习方法,解决其中的关键理论问题,并应用于典型图像和视频处理问题。具体包括:(1) 基于噪声分布建模和自步学习,建立针对非独立同分布噪声的损失函数学习理论与方法;(2) 将损失函数学习模型嵌入若干典型机器学习任务,设计构造稳健、高效的机器学习方法;(3) 针对高光谱图像恢复和视频去雨去雪等典型含有非独立同分布噪声的问题,应用损失函数学习策略构造新型有效算法。所获结果将建立起完整的针对非独立同分布噪声的损失函数建模新框架,为机器学习方法的稳健性问题提供全新的解决方案,同时可直接应用于高光谱图像恢复与视频去雨去雪等广泛图像/视频处理问题。
英文摘要
This project focuses on the theory and methods of robust machine learning with non-i.i.d. noises. The existing machine learning methods select loss function based on the i.i.d. noise assumption, and thus are less robust and effective to non-i.i.d noises in real applications. To this issue, this project plans to construct machine learning methods that are robust and effective to non-i.i.d noises based on adaptive loss function learning, develop corresponding theory and apply them to typical image and video processing problems. Specifically, (1) base on noise modeling and self-paced learning, we plan to develop models and methods for loss function learning with non-i.i.d noises; (2) for some typical tasks, we plan to develop robust and effective machine learning methods by the proposed loss function learning models; (3) by the proposed methodology, we plan to develop effective algorithms for some typical applications with non-i.i.d noises, such as hyperspectral image restoration and rain and snow removal in videos. The desired achievements will give build a full framework for loss function modeling with non-i.i.d noises, and thus provide a new solution for the robustness problems in machine learning. Besides, it also has wide applications in image and video processing, such as hyperspectral image restoration and rain and snow removal in videos.
本项目聚焦非独立同分布噪声条件下的稳健机器学习理论、方法以及应用研究。在理论和方法层面,建立了较为完整的针对非独立同分布噪声的稳健机器学习框架;在应用层面,将所提出的方法论成功应用于广泛的图像与视频处理问题。主要研究内容包括如下四个方面:.(1) 非独立同分布噪声的损失函数学习理论与方法。从理论上建立了自步学习执行策略与稳健损失函数之间的联系,给出了自步学习在实际复杂噪声条件下有效的解释,为进一步的建模与算法设计提供了理论指导。针对实际问题中非独立同分布复杂噪声的特点,提出了一系列新的基于噪声建模的损失函数学习策略,显著提升了损失函数对于实际复杂噪声的适应性。.(2) 基于损失函数自适应的稳健机器学习方法。基于对自步学习的稳健性理解,针对标注噪声,提出了结合自步学习策略的Boosting分类算法,显著提升了现有算法的稳健性。进一步地,基于元学习策略,提出了一种更一般的自适应样本加权函数学习方案,有效提升了机器学习算法对于复杂数据偏差的计算稳健性。.(3) 对非独立同分布噪声下图像/视频处理典型问题的应用。将所提出的针对非独立同分布噪声的稳健机器学习方法论应用到了若干典型图像/视频处理问题中,取得了显著优于现有方法的性能表现。这些典型应用包括:低剂量CT图像重建、高光谱图像去噪、图像/视频去雨、红外图像小目标检测等。.(4) 复杂数据下的正则项设计。针对损失函数不足以完全描述的复杂的数据内在结构,尝试设计了几种新的正则项,从而更为精细地刻画了数据的本质先验知识,在多任务学习、高光谱图像处理等问题中取得了不错的应用效果。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Robust Multiview Subspace Learning With Nonindependently and Nonidentically Distributed Complex Noise
具有非独立和不同分布的复杂噪声的鲁棒多视图子空间学习
DOI:10.1109/tnnls.2019.2917328
发表时间:2020-04
期刊:IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems
影响因子:10.4
作者:Zongsheng Yue;Hongwei Yong;Deyu Meng;Qian Zhao;Yee Leung
通讯作者:Yee Leung
SPLBoost: An Improved Robust Boosting Algorithm Based on Self-Paced Learning
SPLBoost:一种基于自定进度学习的改进的鲁棒增强算法
DOI:10.1109/tcyb.2019.2957101
发表时间:2017-06
期刊:IEEE Transactions on Cybernetics
影响因子:11.8
作者:Kaidong Wang;Yao Wang;Qian Zhao;Deyu Meng;Xiuwu Liao;Zongben Xu
通讯作者:Zongben Xu
DOI:10.1016/j.ins.2017.05.043
发表时间:2017-11
期刊:Inf. Sci.
影响因子:--
作者:Deyu Meng;Qian Zhao;Lu Jiang
通讯作者:Deyu Meng;Qian Zhao;Lu Jiang
Nonconvex-Sparsity and Nonlocal-Smoothness-Based Blind Hyperspectral Unmixing
基于非凸稀疏性和非局部平滑性的盲高光谱解混
DOI:10.1109/tip.2019.2893068
发表时间:2019-01
期刊:IEEE Transactions on Image Processing
影响因子:10.6
作者:Yao Jing;Meng Deyu;Zhao Qian;Cao Wenfei;Xu Zongben
通讯作者:Xu Zongben
Hyperspectral Image Restoration Via Total Variation Regularized Low-Rank Tensor Decomposition
通过全变分正则化低阶张量分解恢复高光谱图像
DOI:10.1109/jstars.2017.2779539
发表时间:2018-04-01
期刊:IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN APPLIED EARTH OBSERVATIONS AND REMOTE SENSING
影响因子:5.5
作者:Wang, Yao;Peng, Jiangjun;Meng, Deyu
通讯作者:Meng, Deyu
元数据驱动的损失项与正则项自动化学习方法
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2020
- 负责人:赵谦
- 依托单位:
国内基金
海外基金
