图像多标签分类需同时预测多个标签,核心是multi-hot编码、binary_crossentropy损失、语义完整的数据增强及可调阈值。关键四点:标签对齐、损失匹配、增强克制、阈值可调。

图像多标签分类不是“选一个”,而是“选多个”——比如一张图里同时有猫、窗台、阳光,三个标签都要预测对。训练设计的关键在于损失函数、标签编码、评估逻辑和数据增强策略的协同,而不是简单套用单标签流程。
单标签常用整数索引(如 red">2 表示“狗”),但多标签必须转成二值向量。假设有 5 个可能类别:cat, dog, window, sunlight, plant,那么“cat + window + sunlight”对应向量 [1, 0, 1, 1, 0]。
sklearn.preprocessing.MultiLabelBinarizer 最稳妥,自动处理类别顺序和稀疏标签列表fit_transform 后的 binarizer,不能重新拟合categorical_crossentropy 假设标签互斥,强制概率和为 1;而多标签中每个类独立存在,应让每个输出节点单独判断“是/否”。Keras 中直接指定:
model.compile(
optimizer='adam',
loss='binary_crossentropy', # 关键
metrics=['accuracy'] # 注意:此处 accuracy 是按元素统计,非样本级
)tf.keras.metrics.BinaryAccuracy(threshold=0.5)
tfa.metrics.F1Score),更适合不平衡多标签场景随机裁剪、旋转、色彩扰动可以照常做,但需注意:
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albumentations 库时,开启 bbox_params 或 keypoint_params 不必要——多标签不依赖位置,重点是整体内容保全模型输出是每个类的 0~1 概率(如 [0.92, 0.31, 0.87, 0.75, 0.19]),直接取 >0.5 得到预测标签。但这个阈值不是固定的:
sklearn.metrics.f1_score(y_true, y_pred, average='samples') 在验证集上扫阈值,找最优平衡点基本上就这些。核心就四点:标签对齐、损失匹配、增强克制、阈值可调。不复杂但容易忽略细节,尤其别把 multi-label 当成 multi-class 去训。
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