Image classification is a major application domain for conventional deep learning (DL). Quantum machine learning (QML) has the potential to revolutionize image classification. In any typical DL-based image classification, we use convolutional neural network (CNN) to extract features from the image and multi-layer perceptron network (MLP) to create the actual decision boundaries. On one hand, QML models can be useful in both of these tasks. Convolution with parameterized quantum circuits (Quanvolution) can extract rich features from the images. On the other hand, quantum neural network (QNN) models can create complex decision boundaries. Therefore, Quanvolution and QNN can be used to create an end-to-end QML model for image classification. Alternatively, we can extract image features separately using classical dimension reduction techniques such as, Principal Components Analysis (PCA) or Convolutional Autoencoder (CAE) and use the extracted features to train a QNN. We review two proposals on quantum-classical hybrid ML models for image classification namely, Quanvolutional Neural Network and dimension reduction using a classical algorithm followed by QNN. Particularly, we make a case for trainable filters in Quanvolution and CAE-based feature extraction for image datasets (instead of dimension reduction using linear transformations such as, PCA). We discuss various design choices, potential opportunities, and drawbacks of these models. We also release a Python-based framework to create and explore these hybrid models with a variety of design choices.


翻译:图像分类是常规深层学习( DL) 的主要应用领域。 量子机器学习( QML) 具有革命图像分类的潜力。 在任何典型的 DL 图像分类中, 我们使用进化神经网络( CNN) 来从图像和多层透视网络( MLP) 中提取特征, 以创建实际的决定界限。 一方面, QML 模型可以在这两个任务中有用。 使用参数化量子电路( 量子电路( 量子) 可以从图像中提取丰富的特征。 另一方面, 量子神经网络( QNNN) 模型可以创造复杂的决策界限。 因此, Qualvolution 和 QNNNN可以用来为图像分类创建端到端的 QML模型。 或者, 我们可以使用经典化分析( 主构分析( PCA) ) 或 进化自动解( CAE), 并使用提取的量级混合混合模型, 我们用量级混合混合混合混合模型来进行图像分类。

0
下载
关闭预览

相关内容

图像分类,顾名思义,是一个输入图像,输出对该图像内容分类的描述的问题。它是计算机视觉的核心,实际应用广泛。
零样本文本分类,Zero-Shot Learning for Text Classification
专知会员服务
97+阅读 · 2020年5月31日
深度学习搜索,Exploring Deep Learning for Search
专知会员服务
61+阅读 · 2020年5月9日
专知会员服务
119+阅读 · 2019年12月24日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
全球人工智能
20+阅读 · 2017年12月17日
【推荐】ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年12月17日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11日
Arxiv
0+阅读 · 2021年10月29日
Arxiv
8+阅读 · 2018年11月27日
Arxiv
4+阅读 · 2018年4月30日
VIP会员
最新内容
人工智能赋能无人机:俄乌战争(万字长文)
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:56
国外海军作战管理系统与作战训练系统
专知会员服务
2+阅读 · 今天4:16
美军条令《海军陆战队规划流程(2026版)》
专知会员服务
9+阅读 · 今天3:36
《压缩式分布式交互仿真标准》120页
专知会员服务
4+阅读 · 今天3:21
《电子战数据交换模型研究报告》
专知会员服务
6+阅读 · 今天3:13
《基于Transformer的异常舰船导航识别与跟踪》80页
《低数据领域军事目标检测模型研究》
专知会员服务
6+阅读 · 今天2:37
【CMU博士论文】物理世界的视觉感知与深度理解
专知会员服务
10+阅读 · 4月22日
伊朗战争停火期间美军关键弹药状况分析
专知会员服务
8+阅读 · 4月22日
电子战革命:塑造战场的十年突破(2015–2025)
Top
微信扫码咨询专知VIP会员