Techniques d'augmentation des données dans l'apprentissage automatique utilisant Java

Avec la popularisation progressive de l'intelligence artificielle et de la technologie d'apprentissage automatique, la technologie d'augmentation des données (Data Augmentation) est devenue une technologie très importante dans le domaine de l'apprentissage automatique. En augmentant le nombre et la diversité des échantillons dans l'ensemble de données d'origine, la robustesse, la capacité de généralisation et la précision du modèle de formation peuvent être efficacement améliorées. Dans l'application de modèles d'apprentissage automatique, la technologie d'amélioration des données peut considérablement améliorer les performances et l'effet du modèle. Cet article présentera l'utilisation de Java pour implémenter la technologie d'amélioration des données dans l'apprentissage automatique.

1. Classification de la technologie d'amélioration des données

La technologie d'amélioration des données peut être classée selon différents scénarios et objectifs d'application. Selon l'objectif, il peut être divisé en augmentant le nombre d'échantillons, en réduisant la capacité de surajustement et de généralisation, en augmentant la discriminabilité et la robustesse des échantillons, etc. Dans le modèle d'apprentissage automatique implémenté en Java, les technologies d'amélioration des données incluent principalement les éléments suivants :

• Amélioration de l'image : y compris la rotation de l'image, la mise en miroir, le recadrage, la mise à l'échelle, la transformation des couleurs, l'étirement, etc. # 🎜🎜#
Ajouter du bruit : y compris le bruit gaussien, le bruit sel et poivre, les perturbations locales, les interférences, etc.
• Transformation de fonctionnalités : y compris PCA, LDA, cartographie locale, etc. #🎜🎜 #
• Mélange de données : y compris la correspondance de modèles, l'incrémentation d'instance, la fusion de catégories, etc.
• Dans le processus de candidature lui-même, différentes technologies d'amélioration des données peuvent être utilisées de manière globale selon les besoins.

Bibliothèque d'apprentissage automatique en Java

2. En Java, il existe de nombreuses bibliothèques d'apprentissage automatique populaires qui fournissent des algorithmes et des modèles d'apprentissage automatique de base. Par exemple, Weka, Apache Mahout, deeplearning4j, Encog, etc. Parmi elles, Weka est l'une des bibliothèques d'apprentissage automatique les plus populaires, offrant une multitude d'algorithmes de classification, de clustering, de régression, de sélection de fonctionnalités et de prétraitement des données. Les principaux avantages de Weka sont sa facilité d'utilisation et sa bonne évolutivité, et vous pouvez créer votre propre modèle d'algorithme sur cette base.

Implémentation de technologies d'amélioration des données basées sur Weka

3. Weka fournit un grand nombre d'implémentations de technologies d'amélioration des données, de sorte que diverses méthodes d'amélioration des données peuvent être rapidement mis en œuvre. Ce qui suit prend l'amélioration de l'image comme exemple pour présenter les étapes de l'amélioration des données en Java.

Tout d'abord, nous devons lire l'échantillon en mémoire et l'améliorer. Utilisez Weka pour faire pivoter, refléter, recadrer, redimensionner, transformer les couleurs, étirer, etc.

//加载图像样本
Instances data = DataSource.read("sample.arff");

//图像增强
ImageFilter filter = new ImageFilter();
Instances augmentedData = filter.apply(data, new String[]{"-W", "rotate", "15", "-W", "flip", "V", "-W","crop", "0-10", "-W", "resize", "0.5", "-W", "color", "r1.5g1.2b0.9", "-W", "stretch", "1.2"});

Ensuite, grâce à l'implémentation du filtre dans la bibliothèque Weka, nous pouvons convertir l'échantillon amélioré en un format d'image :

//将增强后的Instances转为图像
InstanceToImage instanceConverter = new InstanceToImage();
Instances images = instanceConverter.apply(augmentedData);

Enfin, enregistrez l'échantillon d'image amélioré dans un fichier ou base de données :

//将增强后的图像样本保存到文件或数据库中
ImageSaver saver = new ImageSaver();
saver.setDestination(new File("augmentedSample"));
saver.setInputFormat(images);
saver.writeBatch();

Summary

4. Cet article présente la classification des techniques d'amélioration des données dans l'apprentissage automatique et la bibliothèque d'apprentissage automatique en Java. En utilisant la bibliothèque de classes Weka pour implémenter l'amélioration des données en Java, nous pouvons rapidement implémenter diverses méthodes d'amélioration des données pour améliorer les performances et les effets du modèle. Dans le même temps, la bibliothèque d'apprentissage automatique de Java peut également nous aider à mettre en œuvre davantage d'algorithmes et de modèles d'apprentissage automatique, améliorant ainsi l'efficacité et la précision des applications d'apprentissage automatique.

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