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Topologically Consistent Prototype Network for Incomplete Multimodal Learning

delete2025-04-26
delete0
PRE
AI
Y
Yang Wang *
X
Xu-Yao Zhang
刘
刘程琳 (Cheng‐Lin Liu)
DOI:10.1007/s12559-025-10448-8delete
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摘要

摘要

En 中文
多模态学习的目标是利用多种数据模态的互补信息来提高泛化性能。然而,多模态数据的不完整观测(由于模态缺失)往往阻碍了对互补信息的利用。尽管已提出许多方法来处理测试数据的不完整性,但鲜有方法能够灵活处理训练和测试阶段中任意缺失的模态。在本文中,我们提出了一种通用的框架,称为拓扑一致性原型网络(TCPN),用于有效且灵活地解决具有任意缺失模态的多模态学习问题,特别是在涉及两种或更多种不同模态的场景中。该框架基于拓扑一致性的基本假设建立跨模态关联,该假设认为样本与原型之间的几何关系在不同模态之间得以保持。此外,它引入了原型网络,通过采用模态原型的线性组合和拓扑权重来促进缺失模态的推断。对于分类任务,我们构建并训练了基于原型学习的多个分类器,采用多任务框架以提高特征表示和分类精度。在多个多模态数据集上的实验结果表明,所提出的框架优于现有方法,尤其是在小样本学习和非平衡学习场景中表现出优势。
Keyword:
Multimodal incompleteness
Modality arbitrarily missing
Cross-modal reconstruction
Topological consistency
Prototype learning

期刊

Cognitive Computation 封面图
Cognitive Computation
IF:
4.3
论文数:
1.6K
被引数:
3.6K

机构

U
Univ Chinese Acad Sci UCAS
学者数:
96
论文数: 28
被引数: 15
C
chinese acad sci
学者数:
1.8W
论文数: 1.1W
被引数: 4.6K
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