基于双阶段元学习的小样本中医舌色域自适应分类方法

来源：电子与信息学报杂志2024年第3期北京时间：

作者：卓力, 张雷, 贾童瑶, 李晓光, 张辉

单位：1.北京工业大学计算智能与智能系统北京重点实验室 北京 1001242.北京工业大学信息学部 北京 100124

摘要：舌色是中医(TCM)望诊最关注的诊察特征之一。在实际应用中，通过一台设备采集到的舌象数据训练得到的舌色分类模型应用于另一台设备时，由于舌象数据分布特性不一致，分类性能往往急剧下降。为此，该文提出一种基于双阶段元学习的小样本中医舌色域自适应分类方法。首先，设计了一种双阶段元学习训练策略，从源域有标注样本中提取域不变特征，并利用目标域的少量有标注数据对网络模型进行微调，使得模型可以快速适应目标域的新样本特性，提高舌色分类模型的泛化能力并克服过拟合。接下来，提出了一种渐进高质量伪标签生成方法，利用训练好的模型对目标域的未标注样本进行预测，从中挑选出置信度高的预测结果作为伪标签，逐步生成高质量的伪标签。最后，利用这些高质量的伪标签，结合目标域的有标注数据对模型进行训练，得到舌色分类模型。考虑到伪标签中含有噪声问题，采用了对比正则化函数，可以有效抑制噪声样本在训练过程中产生的负面影响，提升目标域舌色分类准确率。在两个自建中医舌色分类数据集上的实验结果表明，在目标域仅提供20张有标注样本的情况下，舌色分类准确率达到了91.3%，与目标域有监督的分类性能仅差2.05%。

关键词：中医舌色分类, 小样本, 域自适应, 双阶段元学习

基金资助：国家自然科学基金(61871006)，国家中医药管理局中医药创新团队及人才支持计划(ZYYCXTD-C-202210)