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Repräsentationslernen für Clustering durch Aufbau von Konsens

Aniket Anand Deshmukh Jayanth Reddy Regatti Eren Manavoglu Urun Dogan

Zusammenfassung

In diesem Paper konzentrieren wir uns auf die unüberwachte Darstellungslernmethode zur Bildclustering. Moderne Fortschritte in der tiefen Clustering- und unüberwachten Darstellungslernmethode basieren auf der Idee, dass verschiedene Ansichten eines Eingabebildes (durch Datenverstärkungstechniken generiert) im Darstellungsräum nahe beieinander liegen müssen (Exemplar-Konsistenz) und/oder dass ähnliche Bilder ähnliche Clusternzuordnungen aufweisen müssen (Populations-Konsistenz). Wir führen eine zusätzliche Konsistenzbedingung ein, die Konsens-Konsistenz genannt wird, die sicherstellt, dass die Lernung der Darstellungen darauf abzielt, für Variationen im Darstellungsräum, unterschiedliche Clustering-Algorithmen oder verschiedene Initialisierungen eines einzelnen Clustering-Algorithmus ähnliche Partitionen zu erzeugen. Wir definieren eine Clustering-Verlustfunktion durch Durchführung von Variationen im Darstellungsräum und integrieren alle drei Konsistenzbedingungen (Konsens-, Exemplar- und Populationskonsistenz) nahtlos in einen end-to-end Lernrahmen. Der vorgeschlagene Algorithmus, Consensus Clustering mittels unüberwachtem Darstellungslernen (ConCURL), übertrifft die Clustering-Leistung der Stand der Technik auf vier von fünf Bild-Datensätzen. Darüber hinaus erweitern wir das Evaluierungsverfahren für Clustering, um die Herausforderungen zu reflektieren, die in realen Clustering-Aufgaben auftreten, wie beispielsweise die Aufrechterhaltung der Clustering-Leistung bei Verteilungsschiebungen. Zudem führen wir eine detaillierte Ablationsstudie durch, um ein tieferes Verständnis des vorgeschlagenen Algorithmus zu erlangen. Der Quellcode und die trainierten Modelle sind unter https://github.com/JayanthRR/ConCURL_NCE verfügbar.


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