In this paper we present a new approach to solve semi-supervised classification tasks for biomedical applications, involving a supervised autoencoder network. We create a network architecture that encodes labels into the latent space of an autoencoder, and define a global criterion combining classification and reconstruction losses. We train the Semi-Supervised AutoEncoder (SSAE) on labelled data using a double descent algorithm. Then, we classify unlabelled samples using the learned network thanks to a softmax classifier applied to the latent space which provides a classification confidence score for each class. We implemented our SSAE method using the PyTorch framework for the model, optimizer, schedulers, and loss functions. We compare our semi-supervised autoencoder method (SSAE) with classical semi-supervised methods such as Label Propagation and Label Spreading, and with a Fully Connected Neural Network (FCNN). Experiments show that the SSAE outperforms Label Propagation and Spreading and the Fully Connected Neural Network both on a synthetic dataset and on two real-world biological datasets.


翻译:在本文中,我们提出了一个解决生物医学应用的半监督分类任务的新方法,涉及一个受监督的自动编码网络。我们创建了一个将标签编码成自动编码器潜在空间的网络结构,并定义了将分类和重建损失相结合的全球标准。我们用双下推算法对半监督自动编码器(SAE)进行了标签数据培训。然后,我们用一个软式马克分级器对知识网络使用无标签样本进行分类,用于提供每类分类的分类信任分数的潜在空间。我们用PyTorch框架对模型、优化器、排程器和损失功能采用了我们的SAEA方法。我们将我们的半监督自动编码法(SAE)与典型的半监督方法,如Label Propagation和拉贝尔传播,以及一个完全连接的神经网络(FCNN)进行了比较。实验显示,SAE在合成数据集和两个真实生物数据集上,SASSE优于Label Propagation和扩展以及完全连接的神经网络。

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自动编码器是一种人工神经网络,用于以无监督的方式学习有效的数据编码。自动编码器的目的是通过训练网络忽略信号“噪声”来学习一组数据的表示(编码),通常用于降维。与简化方面一起,学习了重构方面,在此,自动编码器尝试从简化编码中生成尽可能接近其原始输入的表示形式,从而得到其名称。基本模型存在几种变体,其目的是迫使学习的输入表示形式具有有用的属性。自动编码器可有效地解决许多应用问题,从面部识别到获取单词的语义。
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