論文の概要: ProbMCL: Simple Probabilistic Contrastive Learning for Multi-label Visual Classification

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.01448v1
• Date: Tue, 2 Jan 2024 22:15:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-04 15:47:06.735691
• Title: ProbMCL: Simple Probabilistic Contrastive Learning for Multi-label Visual Classification
• Title（参考訳）: ProbMCL:マルチラベル視覚分類のための簡易確率的コントラスト学習
• Authors: Ahmad Sajedi, Samir Khaki, Yuri A. Lawryshyn, Konstantinos N. Plataniotis
• Abstract要約: マルチラベル画像分類は、コンピュータビジョンや医用画像など、多くの領域において難しい課題である。 最近の進歩は、グラフベースとトランスフォーマーベースのメソッドを導入し、パフォーマンスを改善し、ラベルの依存関係をキャプチャしている。 本稿では,これらの課題に対処する新しいフレームワークである確率的多ラベルコントラスト学習(ProbMCL)を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 17.932844678349216
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Multi-label image classification presents a challenging task in many domains, including computer vision and medical imaging. Recent advancements have introduced graph-based and transformer-based methods to improve performance and capture label dependencies. However, these methods often include complex modules that entail heavy computation and lack interpretability. In this paper, we propose Probabilistic Multi-label Contrastive Learning (ProbMCL), a novel framework to address these challenges in multi-label image classification tasks. Our simple yet effective approach employs supervised contrastive learning, in which samples that share enough labels with an anchor image based on a decision threshold are introduced as a positive set. This structure captures label dependencies by pulling positive pair embeddings together and pushing away negative samples that fall below the threshold. We enhance representation learning by incorporating a mixture density network into contrastive learning and generating Gaussian mixture distributions to explore the epistemic uncertainty of the feature encoder. We validate the effectiveness of our framework through experimentation with datasets from the computer vision and medical imaging domains. Our method outperforms the existing state-of-the-art methods while achieving a low computational footprint on both datasets. Visualization analyses also demonstrate that ProbMCL-learned classifiers maintain a meaningful semantic topology.
• Abstract（参考訳）: マルチラベル画像分類は、コンピュータビジョンや医用画像など、多くの領域において難しい課題である。 最近の進歩は、グラフベースとトランスフォーマーベースのメソッドを導入し、パフォーマンスを改善し、ラベルの依存関係をキャプチャしている。 しかし、これらの手法は重い計算と解釈可能性の欠如を伴う複雑なモジュールを含むことが多い。 本稿では,確率的マルチラベルコントラスト学習(ProbMCL, Probabilistic Multi-label Contrastive Learning)を提案する。 我々の単純かつ効果的なアプローチは、教師付きコントラスト学習を採用し、決定しきい値に基づくアンカー画像と十分なラベルを共有するサンプルを正の集合として導入する。 この構造は、正のペア埋め込みをプルし、しきい値を下回る負のサンプルをプッシュすることで、ラベル依存性をキャプチャする。 コントラスト学習に混合密度ネットワークを組み込んでガウス混合分布を生成し,特徴エンコーダの認識的不確かさを探究することにより,表現学習を強化する。 コンピュータビジョンと医用画像領域のデータセットを用いた実験により,本フレームワークの有効性を検証した。 提案手法は,両データセットの計算フットプリントを低く抑えながら,既存の最先端手法よりも優れる。 可視化分析はまた、probmclがリードする分類器が意味のある意味的トポロジーを維持することを証明している。

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