Learning Image Dictionary using Non-negative Matrix Factorization and K-SVD
Notice bibliographique
Résumé
In this thesis, a theoretical background of algorithms called NLS-BB-NMF and K-SVD for computing the image dictionary have been introduced. The NLS-BB-NMF algorithm computes the matrix factorization V ≈ WH of the training data matrix V (in our case the set of image patches from training image) using gradient descent methods by applying non-negative constraint on matrices W and H. The K-SVD in turn computes the matrix factorization WH applying sparsity constraint on the coefficient matrix H using Orthogonal Matching Pursuit (OMP) and Singular Value Decomposition (SVD). In the factorization, matrix W is the so called dictionary and it contains features, also called atoms, of the data V . The atoms serve as a building blocks of the original data, and they are also assumed to represent data that is similar to the training data V .\n\nThe testing of the methods were carried in two phases. Initially, in the so called training phase, the dictionary was learned by the algorithms from a training image. The visual structure of the atoms learned by the algorithms were notably different although the approximations WH made by both dictionaries were visually very close to the original image. The visual difference between the learned dictionaries was seen as a consequence of the sparsity constraint that was forced for the coefficient matrix in K-SVD but not in NLS-BB-NMF.\n\nSecondly, in the test phase, a test image with various noise levels was approximated using the learned dictionary. The algorithms were able to produce approximations that were closer to the clean test image than the noisy test image. This was seen as the effect of dictionaries whose atoms were representing only the features of clean images.\n\nThis observation led to a second test where the algorithms were tested to compute the denoised reconstructions of the test image with varying noise levels by using an extended dictionary containing additionally atoms learned from a noise sample.\n\nThe qualities of the reconstructions were evaluated by using the Frobenius matrix norm and Structural Similarity (ssim) index that has been observed to adapt better the visual perception of human eyes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».