wawasan - 機器學習 - # 多模態情感識別

利用對比學習和自我訓練實現有限標記樣本的多模態情感識別

Q: 如何進一步提高自我訓練策略的可靠性,減少錯誤伪標籤的影響?

為了提高自我訓練策略的可靠性並減少錯誤伪標籤的影響，可以採取以下幾個策略： 信心閾值調整：在生成伪標籤時，應根據不同情感類別的特性設置動態的信心閾值。例如，對於數據分佈較不均的情感類別（如“驚訝”），可以設置較低的閾值，以便捕捉更多潛在的正確標籤。同時，對於數據較多的情感類別（如“快樂”或“生氣”），則可以設置較高的閾值，以確保標籤的準確性。 多模型集成：使用多個不同的模型進行預測，然後根據這些模型的預測結果進行投票或加權平均。這樣可以減少單一模型可能帶來的偏差，並提高伪標籤的準確性。 伪標籤過濾：在生成伪標籤後，應進行過濾，僅保留那些在多個模型中一致的高信心預測。這樣可以有效降低錯誤標籤的影響，並提高訓練數據的質量。 逐步訓練：將訓練過程分為兩個階段，第一階段僅使用標註數據進行訓練，建立一個穩定的基線模型；第二階段再引入伪標籤，並降低學習率，以減少錯誤標籤對模型的影響。 增強數據多樣性：在生成伪標籤的過程中，通過數據增強技術（如隨機裁剪、旋轉等）來增加數據的多樣性，這樣可以幫助模型更好地適應不同的數據變化，從而提高模型的泛化能力。

Q: 除了對比學習和自我訓練,還有哪些其他半監督學習方法可以應用於多模態情感識別任務?

在多模態情感識別任務中，除了對比學習和自我訓練，還可以考慮以下幾種半監督學習方法： 生成對抗網絡（GANs）：GANs可以用於生成高質量的伪標籤數據，通過對抗訓練來提高模型的穩定性和準確性。特別是在多模態情感識別中，GANs可以生成不同模態的數據，從而增強訓練集的多樣性。 一致性正則化：這種方法通過對同一樣本的不同增強版本進行一致性約束，來促進模型的穩定性。這在多模態情感識別中尤為重要，因為不同模態的數據可能會有不同的噪聲和變化。 圖神經網絡（GNNs）：GNNs可以用於建模數據之間的關係，特別是在多模態數據中，通過捕捉不同模態之間的相互作用來提高情感識別的準確性。 主動學習：在這種方法中，模型可以主動選擇最具信息量的未標註樣本進行標註，這樣可以有效地利用有限的標註資源，並提高模型的性能。 多任務學習：通過同時訓練多個相關任務，模型可以學習到更豐富的特徵表示，這對於多模態情感識別任務尤為重要，因為不同模態之間的特徵可以相互補充。

Q: 如何設計更加強大的模態融合機制,充分利用不同模態之間的相關性和互補性?

設計一個強大的模態融合機制以充分利用不同模態之間的相關性和互補性，可以考慮以下幾個方面： 層次化融合架構：採用層次化的融合架構，首先在每個模態內部進行特徵提取，然後再進行模態間的融合。這樣可以保留每個模態的特徵信息，同時捕捉模態之間的關聯。 注意力機制：引入注意力機制來加強模型對於重要模態的關注。通過計算不同模態的權重，模型可以自動調整對各模態的重視程度，從而提高融合效果。 對比學習與融合：在進行模態融合時，結合對比學習的方法，強化模態間的相似性和差異性。這樣可以促進模型學習到更具區分性的特徵表示。 多模態特徵對齊：設計特徵對齊策略，將不同模態的特徵映射到同一特徵空間中，這樣可以更好地捕捉模態之間的互補性，並提高情感識別的準確性。 集成學習：使用集成學習的方法，將來自不同模態的預測結果進行加權融合。這樣可以充分利用各模態的優勢，並減少單一模態可能帶來的偏差。 動態融合策略：根據輸入數據的特性動態調整模態融合策略。例如，在某些情況下，可能需要強調視覺模態，而在其他情況下則可能需要強調語音模態。這樣的靈活性可以提高模型的適應性和準確性。

Konsep Inti

本文提出了一種利用對比學習和自我訓練的多模態情感識別方法,以解決有限標記樣本的問題。

Abstrak

本文針對MER2024-SEMI挑戰提出了一種半監督式的多模態情感識別方法。主要包括以下步驟:

為了解決類別不平衡的問題,採用了過採樣策略。
提出了一種模態表示組合對比學習(MR-CCL)框架,利用三模態輸入數據建立了強大的初始模型。
探索了自我訓練方法,擴展了訓練集。
通過多分類器加權軟投票策略提高了預測的穩健性。

該方法在MER2024-SEMI挑戰中取得了88.25%的加權平均F1分數,在排行榜上排名第6。

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arxiv.org

Statistik

在MER2024-Train&Val數據集中,"中性"、"生氣"和"快樂"類別佔比較高,而"擔心"和"悲傷"次之,"驚訝"僅佔3.8%。
通過過採樣策略,每個情緒類別的樣本數達到了預設的數量,使數據分佈更加平衡。

Kutipan

無

Wawasan Utama Disaring Dari

Leveraging Contrastive Learning and Self-Training for Multimodal Emotion Recognition with Limited Labeled Samples

by Qi Fan, Yuto... pada arxiv.org 09-10-2024

https://arxiv.org/pdf/2409.04447.pdf

Leveraging Contrastive Learning and Self-Training for Multimodal Emotion Recognition with Limited Labeled Samples

Pertanyaan yang Lebih Dalam

如何進一步提高自我訓練策略的可靠性,減少錯誤伪標籤的影響?

為了提高自我訓練策略的可靠性並減少錯誤伪標籤的影響，可以採取以下幾個策略：

信心閾值調整：在生成伪標籤時，應根據不同情感類別的特性設置動態的信心閾值。例如，對於數據分佈較不均的情感類別（如“驚訝”），可以設置較低的閾值，以便捕捉更多潛在的正確標籤。同時，對於數據較多的情感類別（如“快樂”或“生氣”），則可以設置較高的閾值，以確保標籤的準確性。

多模型集成：使用多個不同的模型進行預測，然後根據這些模型的預測結果進行投票或加權平均。這樣可以減少單一模型可能帶來的偏差，並提高伪標籤的準確性。

伪標籤過濾：在生成伪標籤後，應進行過濾，僅保留那些在多個模型中一致的高信心預測。這樣可以有效降低錯誤標籤的影響，並提高訓練數據的質量。

逐步訓練：將訓練過程分為兩個階段，第一階段僅使用標註數據進行訓練，建立一個穩定的基線模型；第二階段再引入伪標籤，並降低學習率，以減少錯誤標籤對模型的影響。

增強數據多樣性：在生成伪標籤的過程中，通過數據增強技術（如隨機裁剪、旋轉等）來增加數據的多樣性，這樣可以幫助模型更好地適應不同的數據變化，從而提高模型的泛化能力。

除了對比學習和自我訓練,還有哪些其他半監督學習方法可以應用於多模態情感識別任務?

在多模態情感識別任務中，除了對比學習和自我訓練，還可以考慮以下幾種半監督學習方法：

生成對抗網絡（GANs）：GANs可以用於生成高質量的伪標籤數據，通過對抗訓練來提高模型的穩定性和準確性。特別是在多模態情感識別中，GANs可以生成不同模態的數據，從而增強訓練集的多樣性。

一致性正則化：這種方法通過對同一樣本的不同增強版本進行一致性約束，來促進模型的穩定性。這在多模態情感識別中尤為重要，因為不同模態的數據可能會有不同的噪聲和變化。

圖神經網絡（GNNs）：GNNs可以用於建模數據之間的關係，特別是在多模態數據中，通過捕捉不同模態之間的相互作用來提高情感識別的準確性。

主動學習：在這種方法中，模型可以主動選擇最具信息量的未標註樣本進行標註，這樣可以有效地利用有限的標註資源，並提高模型的性能。

多任務學習：通過同時訓練多個相關任務，模型可以學習到更豐富的特徵表示，這對於多模態情感識別任務尤為重要，因為不同模態之間的特徵可以相互補充。

如何設計更加強大的模態融合機制,充分利用不同模態之間的相關性和互補性?

設計一個強大的模態融合機制以充分利用不同模態之間的相關性和互補性，可以考慮以下幾個方面：

層次化融合架構：採用層次化的融合架構，首先在每個模態內部進行特徵提取，然後再進行模態間的融合。這樣可以保留每個模態的特徵信息，同時捕捉模態之間的關聯。

注意力機制：引入注意力機制來加強模型對於重要模態的關注。通過計算不同模態的權重，模型可以自動調整對各模態的重視程度，從而提高融合效果。

對比學習與融合：在進行模態融合時，結合對比學習的方法，強化模態間的相似性和差異性。這樣可以促進模型學習到更具區分性的特徵表示。

多模態特徵對齊：設計特徵對齊策略，將不同模態的特徵映射到同一特徵空間中，這樣可以更好地捕捉模態之間的互補性，並提高情感識別的準確性。

集成學習：使用集成學習的方法，將來自不同模態的預測結果進行加權融合。這樣可以充分利用各模態的優勢，並減少單一模態可能帶來的偏差。

動態融合策略：根據輸入數據的特性動態調整模態融合策略。例如，在某些情況下，可能需要強調視覺模態，而在其他情況下則可能需要強調語音模態。這樣的靈活性可以提高模型的適應性和準確性。