电子科技 ›› 2023, Vol. 36 ›› Issue (12): 55-63.doi: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.12.008
陈星,李丹杨,何庆
收稿日期:
2022-07-25
出版日期:
2023-12-15
发布日期:
2023-12-05
作者简介:
陈星(1998-),男,硕士研究生。研究方向:数据挖掘和集成剪枝。|李丹杨(1991-),女,博士,副教授。研究方向:数据挖掘、集成剪枝和人脸表情识别。|何庆(1982-),男,博士,副教授。研究方向:优化算法、数据融合和智能计算。
基金资助:
CHEN Xing,LI Danyang,HE Qing
Received:
2022-07-25
Online:
2023-12-15
Published:
2023-12-05
Supported by:
摘要:
在集成剪枝中,为了同时高效地选择优质、独立的分类器,文中提出了一种新的动态自适应交叉策略的遗传算法用于分类器的集成剪枝。该方法使用轮盘赌和贪婪策略动态更新每个交叉策略的优先级,根据优先级计算每个策略被选中的概率,从而在算法迭代过程中自适应选择不同的交叉策略。此外,该方法考虑了交叉概率和变异概率动态自适应变化,并使用大多数投票法对挑选出来的分类器进行集成以获得最终结果。将文中所提方法与一些集成剪枝方法在5个真实人脸表情数据集上进行对比,实验结果表明文中所提该方法可以选出效果更好、冗余度更低的分类器,并在CK+数据集上具有22.50%的最低误差。
中图分类号:
陈星,李丹杨,何庆. 自适应多目标遗传算法的集成剪枝用于人脸表情识别[J]. 电子科技, 2023, 36(12): 55-63.
CHEN Xing,LI Danyang,HE Qing. Adaptive Multi-Objective Genetic Algorithm with Ensemble Pruning for Facial Expression Recognition[J]. Electronic Science and Technology, 2023, 36(12): 55-63.
"
算法1 自适应交叉策略选择与更新 |
输入:策略优先级Sm,m∈{1,2,3,4},父代总群。 输出:策略优先级Sm,m∈{1,2,3,4},两个子代。 1.用式(5)计算每个策略被选择的策略SPm 2.轮盘赌选择一个策略SPm 3.if SPm==1 4. 使用单点交叉策略生成两个子代 5. if有一个子代支配一个父代 6. s1=s1+1 7.else if SPm==2 8. 使用双点交叉策略生成两个子代 9. if有一个子代支配一个父代 10. s2=s2+1 11.else if SPm==3 12. 使用均匀交叉策略生成两个子代 13. if有一个子代支配一个父代 14. s3=s3+1 15.else if SPm==4 16. 使用洗牌交叉策略生成两个子代 17. if有一个子代支配一个父代 18. s4=s4+1 |
"
算法2 AMGAEP |
输入:训练集T={(xi,xj) 输出:集成剪枝错误率err,最优的分类器子集cls={ci(x)} 1.使用训练集训练一组基分类器C= 2.初始化:种群大小popsize,交叉策略Sm=1,m∈{1,2,3,4},当前迭代次数t,最大迭代次数maxIter,δ和c等 3.通过式(1)在验证集V中获取分类器预测值 4.通过式(2)和式(3)计算种群的适应度值 5.非支配排序 6.计算拥塞距离 7.While t<maxIter 8. 锦标赛选择子代 9. 根据式(7)确定交叉子代的数量 10. 使用算法1进行交叉操作生成个子代 11. 对种群进行突变 12. 使用式(4)更新突变概率 13. 父代和子代合并 14. 非支配排序 15. 计算拥塞距离 16. 精英策略选择 17. 更新帕累托前沿PF 18. end while 19. PF的所有染色体在测试集中测试最终集成剪枝的效果,选择具有最小错误率的染色体,并输出错误率err和分类器子集cls |
表3
AMGAEP与8种集成剪枝方法的错误率比较"
数据集 | FER2013 | JAFFE | CK+ | RaFD | KDEF |
---|---|---|---|---|---|
Baseline | 0.296 5(231) | 0.577 5(231) | 0.242 2(231) | 0.303 5(231) | 0.283 7(231) |
UWA-based DHCEP[ | 0.267 8(53) | 0.488 3(134) | 0.230 3(142) | 0.253 7(5) | 0.242 9(113) |
DREP[ | 0.2680(29) | 0.493 0(129) | 0.230 3(114) | 0.265 8(111) | 0.242 9(105) |
ComEP[ | 0.267 8(26) | 0.488 3(134) | 0.230 3(142) | 0.265 8(129) | 0.248 6(56) |
Kappa[ | 0.287 0(196) | 0.530 5(192) | 0.241 4(230) | 0.279 3(1) | 0.283 7(231) |
QS[ | 0.290 6(206) | 0.5540(174) | 0.241 4(230) | 0.279 3(1) | 0.283 7(231) |
RGSS&B-EP[ | 0.272 5(118) | 0.4930(137) | 0.230 9(143) | 0.270 0(92) | 0.246 9(103) |
OO[ | 0.266 6(49) | 0.488 3(134) | 0.229 6(142) | 0.264 4(129) | 0.240 8(53) |
SDAcc[ | 0.267 5(18) | 0.488 3(129) | 0.230 3(142) | 0.248 0(11) | 0.242 9(57) |
AMGAEP | 0.266 0(30) | 0.477 1(38) | 0.225 0(43) | 0.266 5(58) | 0.236 3(42) |
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