文章转自http://blog.csdn.net/happyer88/article/details/46625639
Fisher vector学习笔记》中介绍了fisher vector相关知识,本文接着这片学习笔记,来记录论文《Improving the Fisher Kernel for Large-Scale Image Classification》中第三部分提出的对fisher vector的3种改进。
1,L2 Normalization
首先假设一幅图像的特征们 X=xt,t=1...T 服从一个分布p,对于Large-Scale image,根据大数定律,样本数T增大时,样本均值收敛于样本期望 Ex−p ,所以可将(1)式的fisher vector写成(2)式:
从(6)式可以看出:
独立于图像的信息(image-independent information)在fisher vector的表示中被丢弃掉了;
fisher vector的表示仍然与image-specific信息所占比率w有关。
总结来说就是,两个包含相同目标(object),但有不同背景的图,会有不同的fisher vector表示。
但是对于较小的object有较小的w值,这样的object在fisher vector表示中容易被忽略。所以要消除对w值的依赖。
要消除对w值的依赖,可以对fisher vector GXλ 做L2 normalization,也就等价于把原来的核函数 K(X,Y) 替换为
2,Power Normalization
这种改进方法来自观察得到的经验:GMM中的Gaussian component数目增加时,Fisher vector会变得稀疏。这是因为component增加时,样本 xt 由component i生成的概率 γt(i) 会变小,当这个概率接近0时, GXμ,i,GXσ,i 也接近null。
此时,特征在一个维度上的值的分布变得更尖锐,如下图。图(a)(b)(c)是没有做power normalization时,GMM component数为16、64、256的情况。图(d)是有256 Gaussian,且做了power normalization( α =0.5)的情况。
α 是optimal value,随Gaussian的数目变化而变化,这里作者是通过实验得到0.5这个值。
这里说的power normalization就是对每一维应用如下函数:
如果要对fisher vector做L2 normalization和power normalization,可先做power后再做L2,后做L2照样是会消除对w值的依赖。
3,Spatial Pyramids
首先把原图多次划分,得到多个子区域,然后对每个子区域提取fisher vector,再对这些fisher vector做average pooling。论文中是有8个子区域,得到8个fisher vector,对于整幅图提取一个fisher vector, 然后将图划分为上中下3部分,这3个子区域各提取一个fisher vector,然后将原图划分为4个象限,每个象限计算一个fisher vector。这8个fisher vector都可以通过L2 normalization来消除对w值的依赖。