主动学习是一个非常常见但功能强大的框架,用于与人类在循环中的人类迭代和适应性采样子集,目的是实现标签效率。大多数现实世界数据集在类和切片中都有不平衡,并且相应地,数据集的一部分很少见。结果,在设计挖掘这些罕见数据实例的主动学习方法方面已经有很多工作。大多数方法都假设访问包含这些罕见数据实例的一组种子实例。但是,如果发生更极端的稀有性,可以合理地假设这些罕见的数据实例(类或切片)甚至可能在标记的种子集合中存在,并且对主动学习范式的关键需求是有效地发现这些罕见的数据实例。在这项工作中,我们提供了一个主动数据发现框架,该框架可以使用子管的条件增益和下管有条件的相互信息功能有效地挖掘未知的数据切片和类。我们提供了一个一般的算法框架,该框架在许多情况下都起作用,包括图像分类和对象检测,并与未标记集合中存在的稀有类和稀有切片一起使用。与现有的最新活跃学习方法相比,我们的方法表现出显着的准确性和标记效率提高,以积极发现这些稀有类别和切片。
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几个射击分类(FSC)需要使用几个(通常为1-5个)数据点的培训模型。事实证明,元学习能够通过培训各种其他分类任务来学习FSC的参数化模型。在这项工作中,我们提出了铂金(使用superodular互信息的半监督模型不可思议的元学习),这是一种新型的半监督模型不合理的元学习框架,使用了子模块化信息(SMI)函数来促进FSC的性能。在元训练期间,使用SMI函数在内部和外循环中利用铂金的数据,并获得元测试的更丰富的元学习参数化。我们在两种情况下研究白金的性能 - 1)未标记的数据点属于与某个插曲的标签集相同的类别集,以及2)在存在不属于的分布类别的地方标记的集合。我们在Miniimagenet,Tieredimagenet和几乎没有Shot-CIFAR100数据集的各种设置上评估了我们的方法。我们的实验表明,铂金优于MAML和半监督的方法,例如用于半监视的FSC的pseduo-Labeling,尤其是对于每个类别的标记示例比例很小。
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基于深度神经网络的物体探测器在各种域中取得了巨大的成功,如自主车辆,生物医学成像等。众所周知,他们的成功取决于来自兴趣领域的大量数据。虽然深层模型在整体准确性方面经常表现良好,但它们通常在稀有但关键的数据切片上的性能斗争。例如,像“夜间摩托车”或“夜间摩托车”的数据切片通常很少见但是自动驾驶应用的非常关键的切片,如这种罕见的切片上的假底片可能导致违法的失败和事故。主动学习(AL)是一个着名的范例,可以逐步逐步地和自适应地构建循环中的人类训练数据集。然而,目前基于AL的采集功能并没有充分配备,以解决具有稀有片的真实数据集,因为它们基于图像的不确定性分数或全局描述符。我们提出了Talisman,一种用于使用子模块互信息的稀有切片的目标主动学习或物体检测的新框架。我们的方法使用利用感兴趣区域(ROI)的特征来实用的子模块互信息功能,以有效地靶向并获得具有稀有片的数据点。我们在标准Pascal Voc07 + 12和BDD100K上评估我们的框架,这是一个真实的自动驾驶数据集。我们观察到Talisman在稀有片的平均精度方面优于其他方法,以及地图。
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持续学习(CL)旨在开发单一模型适应越来越多的任务的技术,从而潜在地利用跨任务的学习以资源有效的方式。 CL系统的主要挑战是灾难性的遗忘,在学习新任务时忘记了早期的任务。为了解决此问题,基于重播的CL方法在遇到遇到任务中选择的小缓冲区中维护和重复培训。我们提出梯度Coreset重放(GCR),一种新颖的重播缓冲区选择和使用仔细设计的优化标准的更新策略。具体而言,我们选择并维护一个“Coreset”,其与迄今为止关于当前模型参数的所有数据的梯度紧密近似,并讨论其有效应用于持续学习设置所需的关键策略。在学习的离线持续学习环境中,我们在最先进的最先进的最先进的持续学习环境中表现出显着的收益(2%-4%)。我们的调查结果还有效地转移到在线/流媒体CL设置,从而显示现有方法的5%。最后,我们展示了持续学习的监督对比损失的价值,当与我们的子集选择策略相结合时,累计增益高达5%。
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通过选择最具信息丰富的样本,已证明主动学习可用于最小化标记成本。但是,现有的主动学习方法在诸如不平衡或稀有类别的现实方案中不适用于未标记集中的分发数据和冗余。在这项工作中,我们提出了类似的(基于子模块信息措施的主动学习),使用最近提出的子模块信息措施(SIM)作为采集函数的统一主动学习框架。我们认为类似的不仅在标准的主动学习中工作,而且还可以轻松扩展到上面考虑的现实设置,并充当活动学习的一站式解决方案,可以扩展到大型真实世界数据集。凭经验,我们表明,在罕见的课程的情况下,在罕见的阶级和〜5% - 10%的情况下,在罕见的几个图像分类任务的情况下,相似显着优异的活动学习算法像CiFar-10,Mnist和Imagenet。类似于Distil Toolkit的一部分:“https://github.com/decile-team/distil”。
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随着深入学习更加标签的目标,越来越多的论文已经研究了深度模型的主动学习(AL)。然而,普遍存在的实验设置中存在许多问题,主要源于缺乏统一的实施和基准。当前文献中的问题包括有时对不同AL算法的性能的矛盾观察,意外排除重要的概括方法,如数据增强和SGD进行优化,缺乏对al的标签效率等评价方面的研究,并且很少或没有在Al优于随机采样(RS)的情况下的清晰度。在这项工作中,我们通过我们的新开源AL Toolkit Distil在图像分类的背景下统一重新实现了最先进的AL算法,我们仔细研究了这些问题作为有效评估的方面。在积极的方面,我们表明AL技术为2美元至4倍以上$ 4 \倍。与使用数据增强相比,与卢比相比,高效。令人惊讶的是,当包括数据增强时,在使用徽章,最先进的方法,在简单的不确定性采样中不再存在一致的增益。然后,我们仔细分析现有方法如何具有不同数量的冗余和每个类的示例。最后,我们为AL从业者提供了几次见解,以考虑在将来的工作中考虑,例如Al批量大小的效果,初始化的效果,在每一轮中再培训模型的重要性以及其他见解。
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随着数据集大小的不断增加,子集选择技术对于普遍的任务变得越来越重要。通常需要引导子集选择以实现某些探索,其中包括聚焦或针对某些数据点,同时避免他人。这些问题的示例包括:i)目标学习,目标是找到具有罕见类或稀有属性的子集,其中模型表现不佳,II)引导摘要,其中数据(例如,图像集合,文本,文档或视频) )总结了以更快的人类消费与特定的额外用户意图更快。受此类应用程序的动机,我们呈现棱镜,丰富的参数化子模块信息措施。通过小说函数及其参数化,PRISM提供了各种建模能力,该模型能力使得在子集的所需质量之间具有权衡,例如具有一组数据点的分集或表示和相似性/相似性。我们展示了如何应用于上面提到的两个真实问题的棱镜,这需要引导子集选择。在这样做时,我们表明棱镜有趣地概括了一些过去的工作,在其中加强了其广泛的效用。通过对不同数据集的广泛实验,我们展示了棱镜的优越性,在目标学习和引导的图像收集概述中
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模型 - 不可知的元学习(MAML),一种流行的基于梯度的元学习框架,假设每个任务或实例对元学习​​者的贡献相等。因此,在几次拍摄学习中,它无法解决基本和新颖类之间的域转移。在这项工作中,我们提出了一种新颖的鲁棒元学习算法,巢式MAML,它学会为训练任务或实例分配权重。我们将权重用为超参数,并使用嵌套双级优化方法中设置的一小组验证任务迭代优化它们(与MAML中的标准双级优化相比)。然后,我们在元培训阶段应用NestedMaml,涉及(1)从不同于元测试任务分发的分布中采样的多个任务,或(2)具有嘈杂标签的某些数据样本。对综合和现实世界数据集的广泛实验表明,巢式米姆有效地减轻了“不需要的”任务或情况的影响,从而实现了最先进的强大的元学习方法的显着改善。
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Recent work has shown that fine-tuning large pre-trained language models on a collection of tasks described via instructions, a.k.a. instruction-tuning, improves their zero and few-shot generalization to unseen tasks. However, there is a limited understanding of the performance trade-offs of different decisions made during the instruction-tuning process. These decisions include the scale and diversity of the instruction-tuning benchmark, different task sampling strategies, fine-tuning with and without demonstrations, training using specialized datasets for reasoning and dialogue, and finally, the fine-tuning objectives themselves. In this paper, we characterize the effect of instruction-tuning decisions on downstream task performance when scaling both model and benchmark sizes. To this end, we create OPT-IML Bench: a large benchmark for Instruction Meta-Learning (IML) of 2000 NLP tasks consolidated into task categories from 8 existing benchmarks, and prepare an evaluation framework to measure three types of model generalizations: to tasks from fully held-out categories, to held-out tasks from seen categories, and to held-out instances from seen tasks. Through the lens of this framework, we first present insights about instruction-tuning decisions as applied to OPT-30B and further exploit these insights to train OPT-IML 30B and 175B, which are instruction-tuned versions of OPT. OPT-IML demonstrates all three generalization abilities at both scales on four different evaluation benchmarks with diverse tasks and input formats -- PromptSource, FLAN, Super-NaturalInstructions, and UnifiedSKG. Not only does it significantly outperform OPT on all benchmarks but is also highly competitive with existing models fine-tuned on each specific benchmark. We release OPT-IML at both scales, together with the OPT-IML Bench evaluation framework.
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Quantum computing (QC) promises significant advantages on certain hard computational tasks over classical computers. However, current quantum hardware, also known as noisy intermediate-scale quantum computers (NISQ), are still unable to carry out computations faithfully mainly because of the lack of quantum error correction (QEC) capability. A significant amount of theoretical studies have provided various types of QEC codes; one of the notable topological codes is the surface code, and its features, such as the requirement of only nearest-neighboring two-qubit control gates and a large error threshold, make it a leading candidate for scalable quantum computation. Recent developments of machine learning (ML)-based techniques especially the reinforcement learning (RL) methods have been applied to the decoding problem and have already made certain progress. Nevertheless, the device noise pattern may change over time, making trained decoder models ineffective. In this paper, we propose a continual reinforcement learning method to address these decoding challenges. Specifically, we implement double deep Q-learning with probabilistic policy reuse (DDQN-PPR) model to learn surface code decoding strategies for quantum environments with varying noise patterns. Through numerical simulations, we show that the proposed DDQN-PPR model can significantly reduce the computational complexity. Moreover, increasing the number of trained policies can further improve the agent's performance. Our results open a way to build more capable RL agents which can leverage previously gained knowledge to tackle QEC challenges.
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