主动学习简介

在某些情况下,没有类标签的数据相当丰富而有类标签的数据相当稀少,并且人工对数据进行标记的成本又相当高昂。在这种情况下,我们可以让学习算法主动地提出要对哪些数据进行标注,之后我们要将这些数据送到专家那里让他们进行标注,再将这些数据加入到训练样本集中对算法进行训练。这一过程叫做主动学习。

主动学习方法一般可以分为两部分: 学习引擎和选择引擎。学习引擎维护一个基准分类器,并使用监督学习算法对系统提供的已标注样例进行学习从而使该分类器的性能提高,而选择引擎负责运行样例选择算法选择一个未标注的样例并将其交由人类专家进行标注,再将标注后的样例加入到已标注样例集中。学习引擎和选择引擎交替工作,经过多次循环,基准分类器的性能逐渐提高,当满足预设条件时,过程终止。

样例选择算法

根据获得未标注样例的方式,可以将主动学习分为两种类型:基于流的和基于池的。

基于流(stream-based)的主动学习中,未标记的样例按先后顺序逐个提交给选择引擎,由选择引擎决定是否标注当前提交的样例,如果不标注,则将其丢弃。

基于池(pool-based)的主动学习中则维护一个未标注样例的集合,由选择引擎在该集合中选择当前要标注的样例。

基于池的样例选择算法

1)基于不确定度缩减的方法

这类方法选择那些当前基准分类器最不能确定其分类的样例进行标注。这类方法以信息熵作为衡量样例所含信息量大小的度量,而信息熵最大的样例正是当前分类器最不能确定其分类的样例。从几何角度看,这种方法优先选择靠近分类边界的样例。

2)基于版本缩减的方法

这类方法选择那些训练后能够最大程度缩减版本空间的样例进行标注。在二值分类问题中,这类方法选择的样例总是差不多平分版本空间。

代表:QBC算法

QBC算法从版本空间中随机选择若干假设构成一个委员会,然后选择委员会中的假设预测分歧最大的样例进行标注。为了优化委员会的构成,可以采用Bagging,AdaBoost等分类器集成算法从版本空间中产生委员会。

3)基于泛化误差缩减的方法

这类方法试图选择那些能够使未来泛化误差最大程度减小的样例。其一般过程为:首先选择一个损失函数用于估计未来错误率,然后将未标注样例集中的每一个样例都分别估计其能给基准分类器带来的误差缩减,选择估计值最大的那个样例进行标注。

这类方法直接针对分类器性能的最终评价指标,但是计算量较大,同时损失函数的精度对性能影响较大。

4)其它方法

COMB算法:组合三种不同的学习器,迅速切换到当前性能最好的学习器从而使选择样例尽可能高效。

多视图主动学习:用于学习问题为多视图学习的情况,选择那些使不同视图的预测分类不一致的样例进行学习。这种方法对于处理高维的主动学习问题非常有效。

预聚类主动学习:预先运行聚类算法预处理,选择样例时优先选择最靠近分类边界的样例和最能代表聚类的样例(即聚类中心)。

基于流的样例选择算法

基于池的算法大多可以通过调整以适应基于流的情况。但由于基于流的算法不能对未标注样例逐一比较,需要对样例的相应评价指标设定阈值,当提交给选择引擎的样例评价指标超过阈值,则进行标注,但这种方法需要针对不同的任务进行调整,所以难以作为一种成熟的方法投入使用。

QBC曾用于解决基于流的主动学习问题。样例以流的形式连续提交给选择引擎,选择引擎选择那些委员会(此处委员会只由两个成员分类器组成)中的成员分类器预测不一致的样例进行标注。

应用

文档分类和信息提取

以贝叶斯方法位基准分类器,使用基于不确定度缩减的样例选择算法进行文本分类。

将EM算法同基于QBC方法的主动学习集合。EM算法能够有效的利用未标注样例中的信息提高基准分类器的分类正确率。而QBC方法能够迅速缩减版本空间。

图像检索

利用SVM作为基准分类器的主动学习算法来处理图像检索。该算法采用最近边界方法作为样例选择算法,同时将图像的颜色、纹理等提取出来作为部分特征进行学习。

入侵检测

由于入侵检测系统较多地依赖专家知识和有效的数据集,所以可以采用主动学习算法降低这种依赖性。

主动学习(Active Learning)的更多相关文章

  1. 主动学习——active learning

    阅读目录 1. 写在前面 2. 什么是active learning? 3. active learning的基本思想 4. active learning与半监督学习的不同 5. 参考文献   1. ...

  2. Active Learning主动学习

    Active Learning主动学习 我们使用一些传统的监督学习方法做分类的时候,往往是训练样本规模越大,分类的效果就越好.但是在现实生活的很多场景中,标记样本的获取是比较困难的,这需要领域内的专家 ...

  3. [Machine Learning] Active Learning

    1. 写在前面 在机器学习(Machine learning)领域,监督学习(Supervised learning).非监督学习(Unsupervised learning)以及半监督学习(Semi ...

  4. Active Learning

    怎么办?进行Active Learning主动学习 Active Learning是最近又流行起来了的概念,是一种半监督学习方法. 一种典型的例子是:在没有太多数据的情况下,算法通过不断给出在决策边界 ...

  5. [Active Learning] 01 A Brief Introduction to Active Learning 主动学习简介

    目录 什么是主动学习? 主动学习 vs. 被动学习 为什么需要主动学习? 主动学习与监督学习.弱监督学习.半监督学习.无监督学习之间的关系 主动学习的种类 主动学习的一个例子 主动学习工具包 ALiP ...

  6. 【主动学习】Variational Adversarial Active Learning

    本文记录了博主阅读ICCV2019一篇关于主动学习论文的笔记,第一篇博客,以后持续更新哈哈 论文题目:<Variational AdVersarial Active Learning> 原 ...

  7. 简要介绍Active Learning(主动学习)思想框架,以及从IF(isolation forest)衍生出来的算法:FBIF(Feedback-Guided Anomaly Discovery)

    1. 引言 本文所讨论的内容为笔者对外文文献的翻译,并加入了笔者自己的理解和总结,文中涉及到的原始外文论文和相关学习链接我会放在reference里,另外,推荐读者朋友购买 Stephen Boyd的 ...

  8. Active Learning 主动学习

    Active Learning 主动学习 2015年09月30日 14:49:29 qrlhl 阅读数 21374 文章标签: 算法机器学习 更多 分类专栏: 机器学习   版权声明:本文为博主原创文 ...

  9. Recorder︱深度学习小数据集表现、优化(Active Learning)、标注集网络获取

    一.深度学习在小数据集的表现 深度学习在小数据集情况下获得好效果,可以从两个角度去解决: 1.降低偏差,图像平移等操作 2.降低方差,dropout.随机梯度下降 先来看看深度学习在小数据集上表现的具 ...

随机推荐

  1. MT【108】线面角最小

    评:线面角最小,在此类最值中经常用到,作为选择填空可以投机.

  2. [收藏]:[算法]LRU和LFU的区别

    LRU和LFU是不同的! LRU是最近最少使用页面置换算法(Least Recently Used),也就是首先淘汰最长时间未被使用的页面! LFU是最近最不常用页面置换算法(Least Freque ...

  3. jdk1.8中获取项目绝对路径和项目路径

    request.getSession().getServletContext().getRealPath("")  获取项目的绝对路径,含着项目的名称. request.getSe ...

  4. win7下PLSQL Developer提示“ORA-12154: TNS:无法解析指定的连接标识符”

    解决方法:卸载掉重新安装,注意安装的目录的文件夹不要有特殊的符号,例如64位系统的的安装目录会到Program Files (x86),这时候就会出现"ORA-12154: TNS:无法解析 ...

  5. freemark+ITextRenderer 生成PDF,设置pdf的页面大小

    在html中添加样式,仅生成pdf是生效,浏览器展示时是不会生效的: <style> @page{ size : 200mm  300 mm;   } </style>

  6. 你真的理解js的赋值语句么

    之前谢亮兄和我一起讨论的一个问题: var a = {}; a.x = a = 3; a 的值是什么. 其实当执行赋值语句的时候,js 的 = 左侧不是原始变量地址,而是一个新值.怎么理解这句话呢? ...

  7. css框架,一把锋利的剑

    CSS 框架是一系列 CSS 文件的集合体,包含了基本的元素重置,页面排版.网格布局.表单样式.通用规则等代码块,用于简化web前端开发的工作,提高工作效率. 产生原因 互联网行业已经发展了多年,浏览 ...

  8. 阿里云Linux服务器安装 nginx+mysql+php

    阿里云Linux服务器安装 nginx+mysql+php步骤1.登录服务器2.下载安装包3.将安装包上传到服务器的/home目录下 注:使用rz sz命令进行本地和服务器间的上传.下载,安装命令yu ...

  9. shiro登录成功之后跳转原路径

    通过 WebUtils.getSavedRequest(request) 来获取shiro保存在session登录之前的url 1:java Controller代码 @PostMapping(&qu ...

  10. Hive笔记之Fetch Task

    在使用Hive的时候,有时候只是想取表中某个分区的前几条的记录看下数据格式,比如一个很常用的查询: select * from foo where partition_column=bar limit ...