論文の概要: Leveraging Semi-Supervised Learning to Enhance Data Mining for Image Classification under Limited Labeled Data
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.18622v1
- Date: Wed, 27 Nov 2024 18:59:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-28 15:27:46.838657
- Title: Leveraging Semi-Supervised Learning to Enhance Data Mining for Image Classification under Limited Labeled Data
- Title(参考訳): 限定ラベル付きデータに基づく画像分類のための半教師付き学習を活用したデータマイニング
- Authors: Aoran Shen, Minghao Dai, Jiacheng Hu, Yingbin Liang, Shiru Wang, Junliang Du,
- Abstract要約: 従来のデータマイニング手法は、大規模で高次元で複雑なデータに直面すると不十分である。
本研究では,ラベルのないデータを利用するアルゴリズムの能力向上を目的とした,半教師付き学習手法を提案する。
具体的には、自己学習法を採用し、画像の特徴抽出と分類のための畳み込みニューラルネットワーク(CNN)と組み合わせる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 35.431340001608476
- License:
- Abstract: In the 21st-century information age, with the development of big data technology, effectively extracting valuable information from massive data has become a key issue. Traditional data mining methods are inadequate when faced with large-scale, high-dimensional and complex data. Especially when labeled data is scarce, their performance is greatly limited. This study optimizes data mining algorithms by introducing semi-supervised learning methods, aiming to improve the algorithm's ability to utilize unlabeled data, thereby achieving more accurate data analysis and pattern recognition under limited labeled data conditions. Specifically, we adopt a self-training method and combine it with a convolutional neural network (CNN) for image feature extraction and classification, and continuously improve the model prediction performance through an iterative process. The experimental results demonstrate that the proposed method significantly outperforms traditional machine learning techniques such as Support Vector Machine (SVM), XGBoost, and Multi-Layer Perceptron (MLP) on the CIFAR-10 image classification dataset. Notable improvements were observed in key performance metrics, including accuracy, recall, and F1 score. Furthermore, the robustness and noise-resistance capabilities of the semi-supervised CNN model were validated through experiments under varying noise levels, confirming its practical applicability in real-world scenarios.
- Abstract(参考訳): 21世紀の情報時代において、ビッグデータ技術の発展に伴い、大量のデータから有用な情報を効果的に抽出することが重要な問題となっている。
従来のデータマイニング手法は、大規模で高次元で複雑なデータに直面すると不十分である。
特にラベル付きデータが不足している場合、その性能は大幅に制限される。
本研究では,半教師付き学習手法を導入してデータマイニングアルゴリズムを最適化し,ラベルのないデータを利用するアルゴリズムの能力を向上させることを目的として,ラベル付きデータ条件下でのより正確なデータ解析とパターン認識を実現する。
具体的には、自己学習法を採用し、画像特徴抽出と分類のための畳み込みニューラルネットワーク(CNN)と組み合わせ、反復的プロセスによるモデル予測性能を継続的に改善する。
実験の結果,提案手法は,CIFAR-10画像分類データセット上で,SVM(Support Vector Machine)やXGBoost,Multi-Layer Perceptron(MLP)といった従来の機械学習技術よりも大幅に優れていた。
重要なパフォーマンス指標には、精度、リコール、F1スコアなど、注目すべき改善点が見られた。
さらに、半教師付きCNNモデルの頑健性および耐雑音性について、様々な騒音レベルの実験により検証し、実世界のシナリオにおける実用性を確認した。
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