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基于布尔矩阵分解和神经网络的多标签学习

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在多标签学习中,利用标签相关性提升预测性能是研究重点.基于矩阵分解的方法通过构建潜在标签,获得从数据到标签空间更本质的映射.然而,实数矩阵分解缺乏语义解释,且常用的线性映射拟合能力有限.因此,本文提出了一种基于布尔矩阵分解和神经网络的多标签学习方法MLBF.具体而言,布尔矩阵维持了标签关于有/无的语义特征,利用所提出的启发式分解算法效率高且效果好;神经网络提供非线性的拟合能力,且有效利用并行计算资源以应对大数据集.本研究在13 个基准数据集上进行了实验,采用了8 种流行的算法进行比较,并通过5 个常用指标对它们进行了评估.实验结果表明,MLBF 在这些指标的平均排名分别为 1.92,2.5,2.38,2.23,2.46.
Multi-Label Learning through Boolean Matrix Factorization and Neural Networks
In multi-label learning,utilizing label correlation to improve prediction performance is a research fo-cus.Mining label correlation is an important content.The method based on matrix decomposition obtains a more essential mapping from data to label space by constructing potential labels.However,real number matrix decom-position lacks semantic interpretation and the commonly used linear mapping fitting ability is limited.Therefore,this article proposes a multi-label learning method MLBF based on Boolean matrix factorization and neural net-works.Specifically,the Boolean matrix maintains the semantic features of labels regarding presence/absence,and the proposed heuristic decomposition algorithm is efficient and effective;neural networks provide nonlinear fitting capabilities and effectively utilize parallel computing resources to cope with large datasets.This study conducted experiments on 13 benchmark datasets,compared 8 popular algorithms,and evaluated them using 5 commonly used indicators.The experimental results show that the mean ranking of MLBF in these indicators is 1.92,2.5,2.38,2.23,and 2.46,respectively.

Boolean matrix factorizationmulti-label learningneural networks

霍一帆、王轩、董小铭、于洪、闵帆

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西南石油大学 计算机与软件学院,四川 成都 610500

西南石油大学 网络与信息化中心,四川 成都 610500

西南石油大学 理学院,四川 成都 610500

重庆邮电大学 计算智能重庆市重点实验室,重庆 400065

西南石油大学 机器学习研究中心,四川 成都 610500

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布尔矩阵分解 多标签学习 神经网络

国家自然科学基金重点项目国家社会科学基金南充市科技局重点项目

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2024

昆明理工大学学报(自然科学版)
昆明理工大学

昆明理工大学学报(自然科学版)

CSTPCD北大核心
影响因子:0.516
ISSN:1007-855X
年,卷(期):2024.49(2)
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