计算机应用

作者：徐涛, 王晓明

单位：1. 西华大学 计算机与软件工程学院, 成都 610039;2. 西华大学 机器人研究中心, 成都 610039

关键词：字典学习,泛化误差界,支持向量机,最小包含球,数字图像分类

基金：国家自然科学基金资助项目（61532009）；教育部春晖计划项目（Z2015102）；四川省教育厅自然科学重点项目（11ZA004）。

在提高字典鉴别能力的过程中，最大间隔字典学习忽视了利用重新获得的数据构建分类器的泛化性能，不仅与最大间隔原理有关，还与包含数据的最小包含球（MEB）半径有关。针对这一事实，提出泛化误差界指导的鉴别字典学习算法GEBGDL。首先，利用支持向量机（SVM）的泛化误差上界理论对支持向量引导的字典学习算法（SVGDL）的鉴别条件进行改进；然后，利用SVM大间隔分类原理和MEB半径作为鉴别约束项，促使不同类编码向量间的间隔最大化，并减小包含所有编码向量的MEB半径；最后，为了更充分考虑分类器的泛化性能，采用交替优化策略分别更新字典、编码系数和分类器，进而获得编码向量相对间隔更大的分类器，从而促使字典更好地学习，提升字典鉴别能力。在USPS手写数字数据集，Extended Yale B、AR、ORL三个人脸集，Caltech101、COIL20、COIL100物体数据集中进行实验，讨论了超参数和数据维度对识别率的影响。实验结果表明，在七个图像数据集中，多数情况下所提算法的识别率优于类标签一致K奇异值分解（LC-KSVD）、局部特征和类标嵌入约束字典学习（LCLE-DL）算法、Fisher鉴别字典学习（FDDL）和SVGDL等算法；且在七个数据集中，该算法也取得了比基于稀疏表示的分类（SRC）、基于协作表示的分类（CRC）和SVM更高的识别率。

来源：2019年第4期

《计算机应用》期刊编辑部

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