几乎没有弹出的文本分类旨在在几个弹奏方案下对文本进行分类。以前的大多数方法都采用基于优化的元学习来获得任务分布。但是,由于少数样本和复杂模型之间的匹配以及有用的任务功能之间的区别,这些方法遭受了过度拟合问题的影响。为了解决这个问题,我们通过梯度相似性(AMGS)方法提出了一种新颖的自适应元学习器,以提高模型的泛化能力。具体而言,拟议的AMG基于两个方面缓解了过度拟合:(i)通过内部循环中的自我监督的辅助任务来获取样品的潜在语义表示并改善模型的概括,(ii)利用适应性元学习者通过适应性元学习者通过梯度通过相似性,可以在外环中基底学习者获得的梯度上增加约束。此外,我们对正则化对整个框架的影响进行系统分析。对几个基准测试的实验结果表明,与最先进的优化元学习方法相比,提出的AMG始终提高了很少的文本分类性能。
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元学习方法旨在构建能够快速适应低数据制度的新任务的学习算法。这种算法的主要基准之一是几次学习问题。在本文中,我们调查了在培训期间采用多任务方法的标准元学习管道的修改。该提出的方法同时利用来自常见损​​失函数中的几个元训练任务的信息。每个任务在损耗功能中的影响由相应的重量控制。正确优化这些权重可能对整个模型的训练产生很大影响,并且可能会提高测试时间任务的质量。在这项工作中,我们提出并调查了使用同时扰动随机近似(SPSA)方法的方法的使用方法,用于元列车任务权重优化。我们还将提出的算法与基于梯度的方法进行了比较,发现随机近似表明了测试时间最大的质量增强。提出的多任务修改可以应用于使用元学习管道的几乎所有方法。在本文中,我们研究了这种修改对CiFar-FS,FC100,TieredimAgenet和MiniimAgenet几秒钟学习基准的原型网络和模型 - 不可知的元学习算法。在这些实验期间,多任务修改已经证明了对原始方法的改进。所提出的SPSA跟踪算法显示了对最先进的元学习方法具有竞争力的最大精度提升。我们的代码可在线获取。
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提示方法被认为是几次自然语言处理的关键进展之一。最近对基于离散令牌的``硬提示''转移到连续``软提示''的最新研究,这些提示将可学习的向量用作伪提示代币并实现更好的性能。尽管显示出有希望的前景,但观察到这些软宣传的方法在很大程度上依赖良好的初始化来生效。不幸的是,获得软提示的完美初始化需要了解内在语言模型的工作和精心设计,这绝非易事,必须从头开始重新启动每个新任务。为了解决此问题,我们提出了一种称为Metaprompting的广义软提示方法,该方法采用了良好认可的模型 - 静态元学习算法,以自动找到更好的及时初始化,从而快速适应新的促进任务。问题并在四个不同的数据集上带来了显着改善(1次设置的准确性提高了6分),从而实现了新的最新性能。
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元学习在现有基准测试基准上的成功取决于以下假设:元训练任务的分布涵盖了元测试任务。经常违反任务不足或非常狭窄的元训练任务分布的应用中的假设会导致记忆或学习者过度拟合。最近的解决方案已追求元训练任务的增强,而同时产生正确和充分虚构任务的问题仍然是一个悬而未决的问题。在本文中,我们寻求一种方法,该方法是通过任务上采样网络从任务表示从任务表示的映射任务。此外,最终的方法将对抗性任务上采样(ATU)命名为足以生成可以通过最大化对抗性损失来最大程度地贡献最新元学习者的任务。在几乎没有正弦的回归和图像分类数据集上,我们从经验上验证了ATU在元测试性能中的最新任务增强策略的明显改善以及上采样任务的质量。
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很少有视觉识别是指从一些标记实例中识别新颖的视觉概念。通过将查询表示形式与类表征进行比较以预测查询实例的类别,许多少数射击的视觉识别方法采用了基于公制的元学习范式。但是,当前基于度量的方法通常平等地对待所有实例,因此通常会获得有偏见的类表示,考虑到并非所有实例在总结了类级表示的实例级表示时都同样重要。例如,某些实例可能包含无代表性的信息,例如过多的背景和无关概念的信息,这使结果偏差。为了解决上述问题,我们提出了一个新型的基于公制的元学习框架,称为实例自适应类别表示网络(ICRL-net),以进行几次视觉识别。具体而言,我们开发了一个自适应实例重新平衡网络,具有在生成班级表示,通过学习和分配自适应权重的不同实例中的自适应权重时,根据其在相应类的支持集中的相对意义来解决偏见的表示问题。此外,我们设计了改进的双线性实例表示,并结合了两个新型的结构损失,即,阶层内实例聚类损失和阶层间表示区分损失,以进一步调节实例重估过程并完善类表示。我们对四个通常采用的几个基准测试:Miniimagenet,Tieredimagenet,Cifar-FS和FC100数据集进行了广泛的实验。与最先进的方法相比,实验结果证明了我们的ICRL-NET的优势。
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在只有有限的数据可用的低资源场景中,自然语言处理(NLP)的建立模型(NLP)具有挑战性。基于优化的元学习算法通过适应良好的模型初始化来处理新任务,从而在低资源场景中实现了有希望的结果。尽管如此,这些方法遭受了记忆过度拟合问题的困扰,在这种情况下,模型倾向于记住元训练任务,而在适应新任务时忽略了支持集。为了解决此问题,我们提出了一种内存模仿元学习(MEMIML)方法,该方法增强了模型对任务适应的支持集的依赖。具体来说,我们引入了一个特定于任务的内存模块来存储支持集信息并构建一个模仿模块,以强制查询集,以模仿存储在存储器中的某些代表性支持集样本的行为。提供了一种理论分析来证明我们方法的有效性,经验结果还表明,我们的方法在文本分类和生成任务上都优于竞争基准。
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The focus of recent meta-learning research has been on the development of learning algorithms that can quickly adapt to test time tasks with limited data and low computational cost. Few-shot learning is widely used as one of the standard benchmarks in meta-learning. In this work, we show that a simple baseline: learning a supervised or selfsupervised representation on the meta-training set, followed by training a linear classifier on top of this representation, outperforms state-of-the-art few-shot learning methods. An additional boost can be achieved through the use of selfdistillation. This demonstrates that using a good learned embedding model can be more effective than sophisticated meta-learning algorithms. We believe that our findings motivate a rethinking of few-shot image classification benchmarks and the associated role of meta-learning algorithms.
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如今,基于变压器的模型逐渐成为人工智能先驱的默认选择。即使在几个镜头的情况下,这些模型也会显示出优势。在本文中,我们重新审视了经典方法,并提出了一种新的几次替代方法。具体而言,我们研究了几个镜头的单级问题,该问题实际上以已知样本为参考来检测未知实例是否属于同一类。可以从序列匹配的角度研究此问题。结果表明,使用元学习,经典序列匹配方法,即比较聚集,显着优于变压器。经典方法所需的培训成本要少得多。此外,我们在简单的微调和元学习下进行两种序列匹配方法之间进行了经验比较。元学习导致变压器模型的特征具有高相关尺寸。原因与变压器模型的层和头数密切相关。实验代码和数据可从https://github.com/hmt2014/fewone获得
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Few-shot learning aims to fast adapt a deep model from a few examples. While pre-training and meta-training can create deep models powerful for few-shot generalization, we find that pre-training and meta-training focuses respectively on cross-domain transferability and cross-task transferability, which restricts their data efficiency in the entangled settings of domain shift and task shift. We thus propose the Omni-Training framework to seamlessly bridge pre-training and meta-training for data-efficient few-shot learning. Our first contribution is a tri-flow Omni-Net architecture. Besides the joint representation flow, Omni-Net introduces two parallel flows for pre-training and meta-training, responsible for improving domain transferability and task transferability respectively. Omni-Net further coordinates the parallel flows by routing their representations via the joint-flow, enabling knowledge transfer across flows. Our second contribution is the Omni-Loss, which introduces a self-distillation strategy separately on the pre-training and meta-training objectives for boosting knowledge transfer throughout different training stages. Omni-Training is a general framework to accommodate many existing algorithms. Evaluations justify that our single framework consistently and clearly outperforms the individual state-of-the-art methods on both cross-task and cross-domain settings in a variety of classification, regression and reinforcement learning problems.
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少量学习,特别是几秒钟的图像分类,近年来受到了越来越多的关注,并目睹了重大进展。最近的一些研究暗示表明,许多通用技术或“诀窍”,如数据增强,预训练,知识蒸馏和自我监督,可能大大提高了几次学习方法的性能。此外,不同的作品可以采用不同的软件平台,不同的训练计划,不同的骨干架构以及甚至不同的输入图像大小,使得公平的比较困难,从业者与再现性斗争。为了解决这些情况,通过在Pytorch中的同一单个代码库中重新实施17个最新的框架,提出了几次射门学习(Libfewshot)的全面图书馆。此外,基于libfewshot,我们提供多个基准数据集的全面评估,其中包含多个骨干架构,以评估不同培训技巧的常见缺陷和效果。此外,鉴于近期对必要性或未培训机制的必要性怀疑,我们的评估结果表明,特别是当与预训练相结合时,仍然需要这种机制。我们希望我们的工作不仅可以降低初学者的障碍,可以在几次学习上工作,而且还消除了非动力技巧的影响,促进了几枪学习的内在研究。源代码可从https://github.com/rl-vig/libfewshot获取。
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模型不合时宜的元学习(MAML)是一种著名的少数学习方法,它启发了许多后续工作,例如Anil和Boil。但是,作为一种归纳方法,MAML无法完全利用查询集的信息,从而限制了其获得更高通用性的潜力。为了解决这个问题,我们提出了一种简单而有效的方法,该方法可以适应性地生成伪标记,并可以提高MAML家族的性能。所提出的方法,被称为生成伪标签的MAML(GP-MAML),GP-Anil和GP-Boil,是查询的杠杆统计数据,以提高新任务的性能。具体而言,我们自适应地添加伪标签并从查询集中挑选样品,然后使用挑选的查询样品和支持集对模型进行重新训练。 GP系列还可以使用伪查询集中的信息在元测试过程中重新培训网络。尽管某些转导方法(例如跨传播网络(TPN))努力实现这一目标。
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模型不合时宜的元学习(MAML)是最成功的元学习技术之一。它使用梯度下降来学习各种任务之间的共同点,从而使模型能够学习其自身参数的元定义,以使用少量标记的培训数据快速适应新任务。几次学习的关键挑战是任务不确定性。尽管可以从具有大量任务的元学习中获得强大的先验,但是由于训练数据集的数量通常太小,因此无法保证新任务的精确模型。在这项研究中,首先,在选择初始化参数的过程中,为特定于任务的学习者提出了新方法,以适应性地学习选择最小化新任务损失的初始化参数。然后,我们建议对元损失部分的两种改进的方法:方法1通过比较元损失差异来生成权重,以提高几个类别时的准确性,而方法2引入了每个任务的同质不确定性,以根据多个损失,以基于多个损失。原始的梯度下降是一种增强新型类别的概括能力的方式,同时确保了准确性的提高。与以前的基于梯度的元学习方法相比,我们的模型在回归任务和少量分类中的性能更好,并提高了模型的鲁棒性,对元测试集中的学习率和查询集。
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Few-shot classification aims to learn a classifier to recognize unseen classes during training with limited labeled examples. While significant progress has been made, the growing complexity of network designs, meta-learning algorithms, and differences in implementation details make a fair comparison difficult. In this paper, we present 1) a consistent comparative analysis of several representative few-shot classification algorithms, with results showing that deeper backbones significantly reduce the performance differences among methods on datasets with limited domain differences, 2) a modified baseline method that surprisingly achieves competitive performance when compared with the state-of-the-art on both the mini-ImageNet and the CUB datasets, and 3) a new experimental setting for evaluating the cross-domain generalization ability for few-shot classification algorithms. Our results reveal that reducing intra-class variation is an important factor when the feature backbone is shallow, but not as critical when using deeper backbones. In a realistic cross-domain evaluation setting, we show that a baseline method with a standard fine-tuning practice compares favorably against other state-of-the-art few-shot learning algorithms.
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很少有图像分类是一个具有挑战性的问题,旨在仅基于少量培训图像来达到人类的识别水平。少数图像分类的一种主要解决方案是深度度量学习。这些方法是,通过将看不见的样本根据距离的距离进行分类,可在强大的深神经网络中学到的嵌入空间中看到的样品,可以避免以少数图像分类的少数训练图像过度拟合,并实现了最新的图像表现。在本文中,我们提供了对深度度量学习方法的最新审查,以进行2018年至2022年的少量图像分类,并根据度量学习的三个阶段将它们分为三组,即学习功能嵌入,学习课堂表示和学习距离措施。通过这种分类法,我们确定了他们面临的不同方法和问题的新颖性。我们通过讨论当前的挑战和未来趋势进行了少量图像分类的讨论。
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Metric-based meta-learning is one of the de facto standards in few-shot learning. It composes of representation learning and metrics calculation designs. Previous works construct class representations in different ways, varying from mean output embedding to covariance and distributions. However, using embeddings in space lacks expressivity and cannot capture class information robustly, while statistical complex modeling poses difficulty to metric designs. In this work, we use tensor fields (``areas'') to model classes from the geometrical perspective for few-shot learning. We present a simple and effective method, dubbed hypersphere prototypes (HyperProto), where class information is represented by hyperspheres with dynamic sizes with two sets of learnable parameters: the hypersphere's center and the radius. Extending from points to areas, hyperspheres are much more expressive than embeddings. Moreover, it is more convenient to perform metric-based classification with hypersphere prototypes than statistical modeling, as we only need to calculate the distance from a data point to the surface of the hypersphere. Following this idea, we also develop two variants of prototypes under other measurements. Extensive experiments and analysis on few-shot learning tasks across NLP and CV and comparison with 20+ competitive baselines demonstrate the effectiveness of our approach.
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很少有射击学习(FSL)旨在使用有限标记的示例生成分类器。许多现有的作品采用了元学习方法,构建了一些可以从几个示例中学习以生成分类器的学习者。通常,几次学习者是通过依次对多个几次射击任务进行采样并优化几杆学习者在为这些任务生成分类器时的性能来构建或进行元训练的。性能是通过结果分类器对这些任务的测试(即查询)示例进行分类的程度来衡量的。在本文中,我们指出了这种方法的两个潜在弱点。首先,采样的查询示例可能无法提供足够的监督来进行元训练少数学习者。其次,元学习的有效性随着射击数量的增加而急剧下降。为了解决这些问题,我们为少数学习者提出了一个新颖的元训练目标,这是为了鼓励少数学习者生成像强大分类器一样执行的分类器。具体而言,我们将每个采样的几个弹药任务与强大的分类器相关联,该分类器接受了充分的标记示例。强大的分类器可以看作是目标分类器,我们希望在几乎没有示例的情况下生成的几个学习者,我们使用强大的分类器来监督少数射击学习者。我们提出了一种构建强分类器的有效方法,使我们提出的目标成为现有基于元学习的FSL方法的易于插入的术语。我们与许多代表性的元学习方法相结合验证了我们的方法,Lastshot。在几个基准数据集中,我们的方法可导致各种任务的显着改进。更重要的是,通过我们的方法,基于元学习的FSL方法可以在不同数量的镜头上胜过基于非Meta学习的方法。
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我们提出了一种适应课程训练框架,适用于少量分类的最先进的元学习技术。基于课程的培训普遍试图通过逐步增加培训复杂性来实现培训复杂性以实现增量概念学习。由于元学习者的目标是学习如何从尽可能少的样本中学习,那些样本的确切数量(即支撑集的大小)是作为给定任务困难的自然代理。我们定义了一个简单但新颖的课程计划,从更大的支持大小开始,并且逐步减少整个训练,最终匹配测试设置的所需拍摄大小。这种提出的方​​法提高了学习效率以及泛化能力。我们在两次拍摄图像分类任务上使用MAML算法进行了实验,显示了课程训练框架的显着收益。消融研究证实了我们所提出的方法的独立性,从模型架构以及元学习的普通参数
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Given sufficient training data on the source domain, cross-domain few-shot learning (CD-FSL) aims at recognizing new classes with a small number of labeled examples on the target domain. The key to addressing CD-FSL is to narrow the domain gap and transferring knowledge of a network trained on the source domain to the target domain. To help knowledge transfer, this paper introduces an intermediate domain generated by mixing images in the source and the target domain. Specifically, to generate the optimal intermediate domain for different target data, we propose a novel target guided dynamic mixup (TGDM) framework that leverages the target data to guide the generation of mixed images via dynamic mixup. The proposed TGDM framework contains a Mixup-3T network for learning classifiers and a dynamic ratio generation network (DRGN) for learning the optimal mix ratio. To better transfer the knowledge, the proposed Mixup-3T network contains three branches with shared parameters for classifying classes in the source domain, target domain, and intermediate domain. To generate the optimal intermediate domain, the DRGN learns to generate an optimal mix ratio according to the performance on auxiliary target data. Then, the whole TGDM framework is trained via bi-level meta-learning so that TGDM can rectify itself to achieve optimal performance on target data. Extensive experimental results on several benchmark datasets verify the effectiveness of our method.
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元学习已成为几乎没有图像分类的实用方法,在该方法中,“学习分类器的策略”是在标记的基础类别上进行元学习的,并且可以应用于具有新颖类的任务。我们删除了基类标签的要求,并通过无监督的元学习(UML)学习可通用的嵌入。具体而言,任务发作是在元训练过程中使用未标记的基本类别的数据增强构建的,并且我们将基于嵌入式的分类器应用于新的任务,并在元测试期间使用标记的少量示例。我们观察到两个元素在UML中扮演着重要角色,即进行样本任务和衡量实例之间的相似性的方法。因此,我们获得了具有两个简单修改的​​强基线 - 一个足够的采样策略,每情节有效地构建多个任务以及半分解的相似性。然后,我们利用来自两个方向的任务特征以获得进一步的改进。首先,合成的混淆实例被合并以帮助提取更多的判别嵌入。其次,我们利用额外的特定任务嵌入转换作为元训练期间的辅助组件,以促进预先适应的嵌入式的概括能力。几乎没有学习基准的实验证明,我们的方法比以前的UML方法优于先前的UML方法,并且比其监督变体获得了可比甚至更好的性能。
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基于元学习的现有方法通过从(源域)基础类别的培训任务中学到的元知识来预测(目标域)测试任务的新颖类标签。但是,由于范围内可能存在较大的域差异,大多数现有作品可能无法推广到新颖的类别。为了解决这个问题,我们提出了一种新颖的对抗特征增强(AFA)方法,以弥合域间隙,以几乎没有学习。该特征增强旨在通过最大化域差异来模拟分布变化。在对抗训练期间,通过将增强特征(看不见的域)与原始域(可见域)区分开来学习域歧视器,而将域差异最小化以获得最佳特征编码器。所提出的方法是一个插件模块,可以轻松地基于元学习的方式将其集成到现有的几种学习方法中。在九个数据集上进行的广泛实验证明了我们方法对跨域几乎没有射击分类的优越性,与最新技术相比。代码可从https://github.com/youthhoo/afa_for_few_shot_learning获得
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