卷积神经网络（CNN）通过使用大型数据集在图像分类方面取得了重大成功。但是，在小规模数据集上从头开始学习，有效地有效地学习，这仍然是巨大的挑战。借助有限的培训数据集，类别的概念将是模棱两可的，因为过度参数化的CNN倾向于简单地记住数据集，从而导致概括能力差。因此，研究如何在避免过度拟合的同时学习更多的判别性表示至关重要。由于类别的概念往往是模棱两可的，因此获取更多个人信息很重要。因此，我们提出了一个新框架，称为“吸引和修复”，由对比度正规化（CR）组成以丰富特征表示形式，对称交叉熵（SCE），以平衡不同类别的拟合和平均教师以校准标签信息。具体而言，SCE和CR学习歧视性表示，同时通过班级信息（吸引）和实例（拒绝）之间的适应性权衡缓解过度构成。之后，平均教师通过校准更准确的软伪标签来进一步提高性能。足够的实验验证了吸引和修复框架的有效性。加上其他策略，例如积极的数据增强，tencrop推断和模型结合，我们在ICCV 2021 vipriors图像分类挑战中获得了第二名。

标签预测上的一致性正则化成为半监督学习中的一项基本技术，但是它仍然需要大量的训练迭代以进行高性能。在这项研究中，我们分析了一致性正则化限制了由于在模型更新中排除具有不受欢迎的伪标记的样品，因此标记信息的传播限制了。然后，我们提出对比度正则化，以提高未标记数据的群集特征一致性正则化的效率和准确性。在特定的情况下，在通过其伪标签将强大的增强样品分配给群集后，我们的对比度正规化更新了模型，以便具有自信的伪标签的功能在同一集群中汇总了功能，同时将功能推迟了不同的群集中的功能。结果，在培训中，可以有效地将自信的伪标签的信息有效地传播到更无标记的样品中。在半监督学习任务的基准上，我们的对比正则化改善了以前的基于一致性的方法，并取得了最新的结果，尤其是在培训次数较少的情况下。我们的方法还显示了在开放式半监督学习中的稳健性能，其中未标记的数据包括分发样本。

我们研究了视觉变压器的培训，用于半监督图像分类。变形金刚最近在众多监督的学习任务中表现出令人印象深刻的表现。令人惊讶的是，我们发现视觉变形金刚在半监督的想象中心设置上表现不佳。相比之下，卷积神经网络（CNNS）实现了小标记数据制度的卓越结果。进一步调查揭示了原因是CNN具有强大的空间归纳偏差。灵感来自这一观察，我们介绍了一个联合半监督学习框架，半统一，其中包含变压器分支，卷积分支和精心设计的融合模块，用于分支之间的知识共享。卷积分支在有限监督数据上培训，并生成伪标签，以监督变压器分支对未标记数据的培训。关于Imagenet的广泛实验表明，半统一达到75.5 \％的前1个精度，优于最先进的。此外，我们显示Semifirmer是一般框架，与大多数现代变压器和卷积神经结构兼容。

对比度学习最近在无监督的视觉表示学习中显示出巨大的潜力。在此轨道中的现有研究主要集中于图像内不变性学习。学习通常使用丰富的图像内变换来构建正对，然后使用对比度损失最大化一致性。相反，相互影响不变性的优点仍然少得多。利用图像间不变性的一个主要障碍是，尚不清楚如何可靠地构建图像间的正对，并进一步从它们中获得有效的监督，因为没有配对注释可用。在这项工作中，我们提出了一项全面的实证研究，以更好地了解从三个主要组成部分的形象间不变性学习的作用：伪标签维护，采样策略和决策边界设计。为了促进这项研究，我们引入了一个统一的通用框架，该框架支持无监督的内部和间形内不变性学习的整合。通过精心设计的比较和分析，揭示了多个有价值的观察结果：1）在线标签收敛速度比离线标签更快； 2）半硬性样品比硬否定样品更可靠和公正； 3）一个不太严格的决策边界更有利于形象间的不变性学习。借助所有获得的食谱，我们的最终模型（即InterCLR）对多个标准基准测试的最先进的内图内不变性学习方法表现出一致的改进。我们希望这项工作将为设计有效的无监督间歇性不变性学习提供有用的经验。代码：https：//github.com/open-mmlab/mmselfsup。

我们研究视觉变压器（VIT）的半监督学习（SSL），尽管VIT架构广泛采用了不同的任务，但视觉变形金刚（VIT）还是一个不足的主题。为了解决这个问题，我们提出了一条新的SSL管道，该管道由第一个联合国/自制的预训练组成，然后是监督的微调，最后是半监督的微调。在半监督的微调阶段，我们采用指数的移动平均线（EMA） - 教师框架，而不是流行的FixMatch，因为前者更稳定，并且为半手不见的视觉变压器提供了更高的准确性。此外，我们提出了一种概率的伪混合机制来插入未标记的样品及其伪标签以改善正则化，这对于训练电感偏差较弱的训练VIT很重要。我们所提出的方法被称为半vit，比半监督分类设置中的CNN对应物获得可比性或更好的性能。半vit还享受VIT的可伸缩性优势，可以很容易地扩展到具有越来越高的精度的大型模型。例如，半效率总数仅使用1％标签在Imagenet上获得令人印象深刻的80％TOP-1精度，使用100％ImageNet标签与Inception-V4相当。

Jitendra Malik once said, "Supervision is the opium of the AI researcher". Most deep learning techniques heavily rely on extreme amounts of human labels to work effectively. In today's world, the rate of data creation greatly surpasses the rate of data annotation. Full reliance on human annotations is just a temporary means to solve current closed problems in AI. In reality, only a tiny fraction of data is annotated. Annotation Efficient Learning (AEL) is a study of algorithms to train models effectively with fewer annotations. To thrive in AEL environments, we need deep learning techniques that rely less on manual annotations (e.g., image, bounding-box, and per-pixel labels), but learn useful information from unlabeled data. In this thesis, we explore five different techniques for handling AEL.

长期以来，半监督学习（SSL）已被证明是一种有限的标签模型的有效技术。在现有的文献中，基于一致性的基于正则化的方法，这些方法迫使扰动样本具有类似的预测，而原始的样本则引起了极大的关注。但是，我们观察到，当标签变得极为有限时，例如，每个类别的2或3标签时，此类方法的性能会大大降低。我们的实证研究发现，主要问题在于语义信息在数据增强过程中的漂移。当提供足够的监督时，可以缓解问题。但是，如果几乎没有指导，错误的正则化将误导网络并破坏算法的性能。为了解决该问题，我们（1）提出了一种基于插值的方法来构建更可靠的正样品对； （2）设计一种新颖的对比损失，以指导学习网络的嵌入以在样品之间进行线性更改，从而通过扩大保证金决策边界来提高网络的歧视能力。由于未引入破坏性正则化，因此我们提出的算法的性能在很大程度上得到了改善。具体而言，所提出的算法的表现优于第二好算法（COMATT），而当CIFAR-10数据集中的每个类只有两个标签可用时，可以实现88.73％的分类精度，占5.3％。此外，我们通过通过我们提出的策略大大改善现有最新算法的性能，进一步证明了所提出的方法的普遍性。

通过对比学习，自我监督学习最近在视觉任务中显示了巨大的潜力，这旨在在数据集中区分每个图像或实例。然而，这种情况级别学习忽略了实例之间的语义关系，有时不希望地从语义上类似的样本中排斥锚，被称为“假否定”。在这项工作中，我们表明，对于具有更多语义概念的大规模数据集来说，虚假否定的不利影响更为重要。为了解决这个问题，我们提出了一种新颖的自我监督的对比学习框架，逐步地检测并明确地去除假阴性样本。具体地，在训练过程之后，考虑到编码器逐渐提高，嵌入空间变得更加语义结构，我们的方法动态地检测增加的高质量假否定。接下来，我们讨论两种策略，以明确地在对比学习期间明确地消除检测到的假阴性。广泛的实验表明，我们的框架在有限的资源设置中的多个基准上表现出其他自我监督的对比学习方法。

现有的少量学习（FSL）方法依赖于具有大型标记数据集的培训，从而阻止它们利用丰富的未标记数据。从信息理论的角度来看，我们提出了一种有效的无监督的FSL方法，并以自学意义进行学习表示。遵循信息原理，我们的方法通过捕获数据的内在结构来学习全面的表示。具体而言，我们以低偏置的MI估计量来最大化实例及其表示的相互信息（MI），以执行自我监督的预训练。我们的自我监督模型对所见类别的可区分特征的监督预训练没有针对可见的阶级的偏见，从而对看不见的类别进行了更好的概括。我们解释说，受监督的预训练和自我监督的预训练实际上正在最大化不同的MI目标。进一步进行了广泛的实验，以通过各种训练环境分析其FSL性能。令人惊讶的是，结果表明，在适当条件下，自我监管的预训练可以优于监督预训练。与最先进的FSL方法相比，我们的方法在没有基本类别的任何标签的情况下，在广泛使用的FSL基准上实现了可比的性能。

Recent studies on semi-supervised semantic segmentation (SSS) have seen fast progress. Despite their promising performance, current state-of-the-art methods tend to increasingly complex designs at the cost of introducing more network components and additional training procedures. Differently, in this work, we follow a standard teacher-student framework and propose AugSeg, a simple and clean approach that focuses mainly on data perturbations to boost the SSS performance. We argue that various data augmentations should be adjusted to better adapt to the semi-supervised scenarios instead of directly applying these techniques from supervised learning. Specifically, we adopt a simplified intensity-based augmentation that selects a random number of data transformations with uniformly sampling distortion strengths from a continuous space. Based on the estimated confidence of the model on different unlabeled samples, we also randomly inject labelled information to augment the unlabeled samples in an adaptive manner. Without bells and whistles, our simple AugSeg can readily achieve new state-of-the-art performance on SSS benchmarks under different partition protocols.

Despite significant advances, the performance of state-of-the-art continual learning approaches hinges on the unrealistic scenario of fully labeled data. In this paper, we tackle this challenge and propose an approach for continual semi-supervised learning -- a setting where not all the data samples are labeled. An underlying issue in this scenario is the model forgetting representations of unlabeled data and overfitting the labeled ones. We leverage the power of nearest-neighbor classifiers to non-linearly partition the feature space and learn a strong representation for the current task, as well as distill relevant information from previous tasks. We perform a thorough experimental evaluation and show that our method outperforms all the existing approaches by large margins, setting a strong state of the art on the continual semi-supervised learning paradigm. For example, on CIFAR100 we surpass several others even when using at least 30 times less supervision (0.8% vs. 25% of annotations).

Contrastive representation learning has proven to be an effective self-supervised learning method for images and videos. Most successful approaches are based on Noise Contrastive Estimation (NCE) and use different views of an instance as positives that should be contrasted with other instances, called negatives, that are considered as noise. However, several instances in a dataset are drawn from the same distribution and share underlying semantic information. A good data representation should contain relations between the instances, or semantic similarity and dissimilarity, that contrastive learning harms by considering all negatives as noise. To circumvent this issue, we propose a novel formulation of contrastive learning using semantic similarity between instances called Similarity Contrastive Estimation (SCE). Our training objective is a soft contrastive one that brings the positives closer and estimates a continuous distribution to push or pull negative instances based on their learned similarities. We validate empirically our approach on both image and video representation learning. We show that SCE performs competitively with the state of the art on the ImageNet linear evaluation protocol for fewer pretraining epochs and that it generalizes to several downstream image tasks. We also show that SCE reaches state-of-the-art results for pretraining video representation and that the learned representation can generalize to video downstream tasks.

本文解决了新型类别发现（NCD）的问题，该问题旨在区分大规模图像集中的未知类别。 NCD任务由于与现实世界情景的亲密关系而具有挑战性，我们只遇到了一些部分类和图像。与NCD上的其他作品不同，我们利用原型强调类别歧视的重要性，并减轻缺少新颖阶级注释的问题。具体而言，我们提出了一种新型的适应性原型学习方法，该方法由两个主要阶段组成：原型表示学习和原型自我训练。在第一阶段，我们获得了一个可靠的特征提取器，该功能提取器可以为所有具有基础和新颖类别的图像提供。该功能提取器的实例和类别歧视能力通过自我监督的学习和适应性原型来提高。在第二阶段，我们再次利用原型来整理离线伪标签，并训练类别聚类的最终参数分类器。我们对四个基准数据集进行了广泛的实验，并证明了该方法具有最先进的性能的有效性和鲁棒性。

Recent breakthroughs in semi-supervised semantic segmentation have been developed through contrastive learning. In prevalent pixel-wise contrastive learning solutions, the model maps pixels to deterministic representations and regularizes them in the latent space. However, there exist inaccurate pseudo-labels which map the ambiguous representations of pixels to the wrong classes due to the limited cognitive ability of the model. In this paper, we define pixel-wise representations from a new perspective of probability theory and propose a Probabilistic Representation Contrastive Learning (PRCL) framework that improves representation quality by taking its probability into consideration. Through modelling the mapping from pixels to representations as the probability via multivariate Gaussian distributions, we can tune the contribution of the ambiguous representations to tolerate the risk of inaccurate pseudo-labels. Furthermore, we define prototypes in the form of distributions, which indicates the confidence of a class, while the point prototype cannot. Moreover, we propose to regularize the distribution variance to enhance the reliability of representations. Taking advantage of these benefits, high-quality feature representations can be derived in the latent space, thereby the performance of semantic segmentation can be further improved. We conduct sufficient experiment to evaluate PRCL on Pascal VOC and CityScapes to demonstrate its superiority. The code is available at https://github.com/Haoyu-Xie/PRCL.

深度学习的成功通常伴随着神经网络深度的增长。但是，传统培训方法仅在最后一层监督神经网络并逐层传播，这导致了优化中间层的困难。最近，已经提出了深层监督，以在深神经网络的中间层中添加辅助分类器。通过通过监督任务损失优化这些辅助分类器，可以将监督直接应用于浅层层。但是，深层监督与众所周知的观察结果冲突，即浅层学习低级特征，而不是任务偏向的高级语义特征。为了解决这个问题，本文提出了一个名为“对比深度监督”的新型培训框架，该框架通过基于增强的对比学习来监督中间层。具有11个模型的九个流行数据集的实验结果证明了其对监督学习，半监督学习和知识蒸馏中一般图像分类，细粒度的图像分类和对象检测的影响。代码已在Github发布。

在本文中，我们提出了广义参数对比度学习（GPACO/PACO），该学习在不平衡和平衡数据上都很好地工作。基于理论分析，我们观察到，受监督的对比损失倾向于偏向高频类别，从而增加了学习不平衡的学习难度。我们从优化的角度介绍了一组参数班的可学习中心，以重新平衡。此外，我们在平衡的环境下分析了GPACO/PACO损失。我们的分析表明，GPACO/PACO可以适应地增强同一等级样品的强度，因为将更多的样品与相应的中心一起拉在一起并有益于艰难的示例学习。长尾基准测试的实验表明了长尾识别的新最先进。在完整的Imagenet上，与MAE模型相比，从CNN到接受GPACO损失训练的视觉变压器的模型显示出更好的泛化性能和更强的鲁棒性。此外，GPACO可以应用于语义分割任务，并在4个最受欢迎的基准测试中观察到明显的改进。我们的代码可在https://github.com/dvlab-research/parametric-contrastive-learning上找到。

大多数现有的工作在几次学习中，依赖于Meta-Learning网络在大型基础数据集上，该网络通常是与目标数据集相同的域。我们解决了跨域几秒钟的问题，其中基础和目标域之间存在大移位。与未标记的目标数据的跨域几秒识别问题在很大程度上在文献中毫无根据。启动是使用自我训练解决此问题的第一个方法。但是，它使用固定的老师在标记的基础数据集上返回，以为未标记的目标样本创建软标签。由于基本数据集和未标记的数据集来自不同的域，因此将基本数据集的类域中的目标图像投影，具有固定的预制模型可能是子最优的。我们提出了一种简单的动态蒸馏基方法，以方便来自新颖/基础数据集的未标记图像。我们通过从教师网络中的未标记图像的未标记版本的预测计算并将其与来自学生网络相同的相同图像的强大版本匹配来施加一致性正常化。教师网络的参数被更新为学生网络参数的指数移动平均值。我们表明所提出的网络了解可以轻松适应目标域的表示，即使它尚未在预先预测阶段的目标专用类别训练。我们的车型优于当前最先进的方法，在BSCD-FSL基准中的5次分类，3.6％的3.6％，并在传统的域名几枪学习任务中显示出竞争性能。

半监督学习（SSL）是规避建立高性能模型的昂贵标签成本的最有前途的范例之一。大多数现有的SSL方法常规假定标记和未标记的数据是从相同（类）分布中绘制的。但是，在实践中，未标记的数据可能包括课外样本；那些不能从标签数据中的封闭类中的单热编码标签，即未标记的数据是开放设置。在本文中，我们介绍了Opencos，这是一种基于最新的自我监督视觉表示学习框架来处理这种现实的半监督学习方案。具体而言，我们首先观察到，可以通过自我监督的对比度学习有效地识别开放式未标记数据集中的类外样本。然后，Opencos利用此信息来克服现有的最新半监督方法中的故障模式，通过利用一式旋转伪标签和软标签来为已识别的识别和外部未标记的标签数据分别。我们广泛的实验结果表明了Opencos的有效性，可以修复最新的半监督方法，适合涉及开放式无标记数据的各种情况。

培训深层神经网络以识别图像识别通常需要大规模的人类注释数据。为了减少深神经溶液对标记数据的依赖，文献中已经提出了最先进的半监督方法。尽管如此，在面部表达识别领域（FER）领域，使用这种半监督方法非常罕见。在本文中，我们介绍了一项关于最近提出的在FER背景下的最先进的半监督学习方法的全面研究。我们对八种半监督学习方法进行了比较研究当使用各种标记的样品时。我们还将这些方法的性能与完全监督的培训进行了比较。我们的研究表明，当培训现有的半监督方法时，每类标记的样本只有250个标记的样品可以产生可比的性能，而在完整标记的数据集中训练的完全监督的方法。为了促进该领域的进一步研究，我们在：https：//github.com/shuvenduroy/ssl_fer上公开提供代码

标签昂贵，有时是不可靠的。嘈杂的标签学习，半监督学习和对比学习是三种不同的设计，用于设计需要更少的注释成本的学习过程。最近已经证明了半监督学习和对比学习，以改善使用嘈杂标签地址数据集的学习策略。尽管如此，这些领域之间的内部连接以及将它们的强度结合在一起的可能性仅开始出现。在本文中，我们探讨了融合它们的进一步方法和优势。具体而言，我们提出了CSSL，统一的对比半监督学习算法和Codim（对比DivideMix），一种用嘈杂标签学习的新算法。 CSSL利用经典半监督学习和对比学习技术的力量，并进一步适应了Codim，其从多种类型和标签噪声水平鲁莽地学习。我们表明Codim带来了一致的改进，并在多个基准上实现了最先进的结果。