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Simultaneous feature selection and Gaussian mixture model estimation for supervised classification problems

Kersten, Jens (2014) Simultaneous feature selection and Gaussian mixture model estimation for supervised classification problems. Pattern Recognition, 47 (8), Seiten 2582-2595. Elsevier. doi: 10.1016/j.patcog.2014.02.015. ISSN 0031-3203.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0031320314000673

Kurzfassung

Abstract: Using mixture models to represent univariate and multivariate data has shown to be a very flexible and powerful tool in several areas, for example computer vision, machine learning, pattern recognition and remote sensing. The expectation maximization (EM) algorithm is a widely acknowledged statistical approach in generative model estimation. In this article, a new EM-algorithm for time-critical supervised classification of aerial imagery is proposed. Compared to standard EM and other approaches, the proposed method has the following advantages: 1) No knowledge about the distribution of each thematical class is needed. 2) The number of components for each class is estimated. 3) The algorithm does not require careful initialization. 4) Singular estimates are avoided due to the ability of pruning components. 5) The features that best discriminate between the classes are identified simultaneously. 6) The relevant features are identified by incorporating the separability of the classes in the feature space domain via Mahalanobis distances. Three experiments using artificial and real datasets are carried out in order to demonstrate the relevance and quality of the results obtained by the proposed method. The main findings are: 1) Feature selection is a very important task in terms of prediction quality of models. 2) In the examined experiments the proposed method estimates better models, in terms of classification results and further measurements, than other state-of-the-art methods, e.g. Random swap EM. 3) The Incorporation of Mahalanobis distances is very valuable for the identification of relevant features. 4) The proposed method is more robust than the compared methods. 5) In case of complex data distibutions, the new approach is able to provide better results than the compared methods.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/78952/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Simultaneous feature selection and Gaussian mixture model estimation for supervised classification problems
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kersten, Jensjens.kersten (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4735-7360NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2014
Erschienen in:Pattern Recognition
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:47
DOI:10.1016/j.patcog.2014.02.015
Seitenbereich:Seiten 2582-2595
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Suen, Ching Y.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ledley, Robert S.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Chin, RolandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kittler, JosefNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Petrou, MariaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Shapiro, LindaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Elsevier
ISSN:0031-3203
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Gaussian mixture models, clustering, feature selection, feature saliency, expectation maximization, supervised learning, remote sensing
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Hinterlegt von: Kersten, Dr.-Ing. Jens
Hinterlegt am:09 Nov 2020 15:36
Letzte Änderung:20 Nov 2023 15:01

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