半监督的几次学习在于培训分类器以适应有限的标记数据和固定数量未标记的数据的新任务。已经开发了许多复杂的方法来解决该问题所包含的挑战。在本文中,我们提出了一种简单但相当有效的方法,可以从间接学习的角度预测未标记数据的准确伪标记,然后增强在几个拍摄分类任务中设置的极其标签受限的支持。我们的方法只能通过仅使用现成的操作来仅在几行代码中实现,但是它能够在四个基准数据集上超越最先进的方法。
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几秒钟学习量为学习陈述和获取知识,使得可以通过受限和数据来解决新的任务。通过转换推断可以提高性能,其中整个测试集同时可用,并半监督学习,其中更具未标记的数据可用。专注于这两个设置,我们介绍了一种新的算法,利用标记和未标记的数据分发的歧管结构来预测伪标签,同时在课堂上平衡并使用有限容量分类器的损耗值分布来选择可清洁的标签,迭代地提高伪标签的质量。我们的解决方案在四个基准数据集,即MiniimAgenet,TieredimageNet,Cub和CiFar-FS上竞争或匹配最先进的结果,同时稳健地拥有特征空间预处理和可用数据的数量。可公开的源代码可以在https://github.com/michalislazarou/ilepc中找到。
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大多数现有的少量学习(FSL)方法都需要大量的元训练中标记数据,这是一个主要限制。为了减少标签的需求,已经为FSL提出了半监督的元训练设置,其中仅包括几个标记的样品和基础类别中的未标记样本数量。但是,此设置下的现有方法需要从未标记的集合中选择类吸引的样本选择,这违反了未标记集的假设。在本文中,我们提出了一个实用的半监督元训练环境,并使用真正的未标记数据。在新设置下,现有方法的性能显着下降。为了更好地利用标签和真正未标记的数据,我们提出了一个简单有效的元训练框架,称为基于元学习(PLML)的伪标记。首先,我们通过常见的半监督学习(SSL)训练分类器,并使用它来获取未标记数据的伪标记。然后,我们从标记和伪标记的数据中构建了几个射击任务,并在构造的任务上运行元学习以学习FSL模型。令人惊讶的是,通过在两个FSL数据集的广泛实验中,我们发现这个简单的元训练框架有效地防止了在有限的标记数据下FSL的性能降解。此外,从元培训中受益,提出的方法还改善了两种代表性SSL算法所学的分类器。
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The core issue in semi-supervised learning (SSL) lies in how to effectively leverage unlabeled data, whereas most existing methods tend to put a great emphasis on the utilization of high-confidence samples yet seldom fully explore the usage of low-confidence samples. In this paper, we aim to utilize low-confidence samples in a novel way with our proposed mutex-based consistency regularization, namely MutexMatch. Specifically, the high-confidence samples are required to exactly predict "what it is" by conventional True-Positive Classifier, while the low-confidence samples are employed to achieve a simpler goal -- to predict with ease "what it is not" by True-Negative Classifier. In this sense, we not only mitigate the pseudo-labeling errors but also make full use of the low-confidence unlabeled data by consistency of dissimilarity degree. MutexMatch achieves superior performance on multiple benchmark datasets, i.e., CIFAR-10, CIFAR-100, SVHN, STL-10, mini-ImageNet and Tiny-ImageNet. More importantly, our method further shows superiority when the amount of labeled data is scarce, e.g., 92.23% accuracy with only 20 labeled data on CIFAR-10. Our code and model weights have been released at https://github.com/NJUyued/MutexMatch4SSL.
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少量分类需要调整从大型注释的基础数据集中学到的知识来识别新颖的看不见的类,每个类别由少数标记的示例表示。在这样的场景中,预先绘制大容量在大型数据集上的网络,然后在少数示例下向少量抵消导致严重的过度拟合。同时,在从大型标记数据集中学到的“冷冻”特征的顶部培训一个简单的线性分类器无法使模型调整到新型类的属性,有效地诱导底部。在本文中,我们向这两种流行的策略提出了一种替代方法。首先,我们的方法使用在新颖类上培训的线性分类器来伪标签整个大型数据集。这有效地“幻觉”在大型数据集中的新型类别,尽管基本数据库中未存在的新类别(新颖和基类是不相交的)。然后,除了在新型数据集上的标准交叉熵损失之外,它将在伪标记的基础示例上具有蒸馏损失的整个模型。这一步骤有效地训练了网络,识别对新型类别识别的上下文和外观提示,而是使用整个大规模基础数据集,从而克服了几次拍摄学习的固有数据稀缺问题。尽管这种方法的简单性,但我们表明我们的方法在四个成熟的少量分类基准上表现出最先进的。
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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。
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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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少量学习(FSL)旨在学习概括到具有有限培训样本的小型课程的模型。最近的作品将FSL推进一个场景,其中还提供了未标记的例子并提出半监督FSL方法。另一种方法还关心基类的性能,除了新颖的外,还建立了增量FSL方案。在本文中,我们在更现实但复杂的环境下概括了上述两个,通过半监督增量少量学习(S2 I-FSL)命名。为了解决任务,我们提出了一种包含两部分的新型范例:(1)一种精心设计的元训练算法,用于减轻由不可靠的伪标签和(2)模型适应机制来减轻基础和新颖类之间的模糊性,以学习歧视特征对于小说类,同时使用少数标记和所有未标记的数据保留基本知识。对标准FSL,半监控FSL,增量FSL的广泛实验,以及第一个构建的S2 I-FSL基准测试证明了我们提出的方法的有效性。
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很少有射击分类旨在学习一个模型,该模型只有几个标签样本可用,可以很好地推广到新任务。为了利用在实际应用中更丰富的未标记数据,Ren等人。 \ shortcite {ren2018meta}提出了一种半监督的少数射击分类方法,该方法通过手动定义的度量标记为每个未标记的样本分配了适当的标签。但是,手动定义的度量未能捕获数据中的内在属性。在本文中,我们提出了a \ textbf {s} elf- \ textbf {a} daptive \ textbf {l} abel \ textbf {a} u摄孔方法,称为\ textbf {sala},用于半精神分裂的几个分类。萨拉(Sala)的主要新颖性是任务自适应指标,可以以端到端的方式适应不同任务的指标。萨拉(Sala)的另一个吸引人的特征是一种进步的邻居选择策略,该策略在整个训练阶段逐渐逐渐信心选择未标记的数据。实验表明,SALA优于在基准数据集上半监督的几种射击分类的几种最新方法。
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Semi-supervised learning (SSL) has achieved great success in leveraging a large amount of unlabeled data to learn a promising classifier. A popular approach is pseudo-labeling that generates pseudo labels only for those unlabeled data with high-confidence predictions. As for the low-confidence ones, existing methods often simply discard them because these unreliable pseudo labels may mislead the model. Nevertheless, we highlight that these data with low-confidence pseudo labels can be still beneficial to the training process. Specifically, although the class with the highest probability in the prediction is unreliable, we can assume that this sample is very unlikely to belong to the classes with the lowest probabilities. In this way, these data can be also very informative if we can effectively exploit these complementary labels, i.e., the classes that a sample does not belong to. Inspired by this, we propose a novel Contrastive Complementary Labeling (CCL) method that constructs a large number of reliable negative pairs based on the complementary labels and adopts contrastive learning to make use of all the unlabeled data. Extensive experiments demonstrate that CCL significantly improves the performance on top of existing methods. More critically, our CCL is particularly effective under the label-scarce settings. For example, we yield an improvement of 2.43% over FixMatch on CIFAR-10 only with 40 labeled data.
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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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半监督学习方法已成为对打击获得大量注释数据的挑战的活跃研究领域。为了提高半监督学习方法表现的目标,我们提出了一种新颖的框架,Hiematch,一种半监督方法,利用分层信息来降低标签成本并表现以及vanilla半监督学习方法。分层信息通常是具有细粒标签的粗标签(例如,啄木鸟)的粗标签(例如,啄木鸟)的现有知识(例如,柔软的啄木鸟或金朝啄木鸟)。但是,尚未探讨使用使用粗类标签来改进半监督技术的监督。在没有细粒度的标签的情况下,Himatch利用标签层次结构,并使用粗级标签作为弱监控信号。此外,Himatch是一种改进任何半熟的学习框架的通用方法,我们使用我们的结果在最近的最先进的技术Mixmatch和Fixmatch上展示了这一点。我们评估了在两个基准数据集,即CiFar-100和Nabirds上的Himatch疗效。与MixMatch相比,HOMACHACT可以在CIFAR-100上减少50%的粒度标签50%的用量,仅在前1个精度的边缘下降0.59%。代码:https://github.com/07agarg/hiermatch.
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深度神经网络在大规模标记的数据集的帮助下,在各种任务上取得了出色的表现。然而,这些数据集既耗时又竭尽全力来获得现实的任务。为了减轻对标记数据的需求,通过迭代分配伪标签将伪标签分配给未标记的样本,自我训练被广泛用于半监督学习中。尽管它很受欢迎,但自我训练还是不可靠的,通常会导致训练不稳定。我们的实验研究进一步表明,半监督学习的偏见既来自问题本身,也来自不适当的训练,并具有可能不正确的伪标签,这会在迭代自我训练过程中累积错误。为了减少上述偏见,我们提出了自我训练(DST)。首先,伪标签的生成和利用是由两个独立于参数的分类器头解耦,以避免直接误差积累。其次,我们估计自我训练偏差的最坏情况,其中伪标记函数在标记的样品上是准确的,但在未标记的样本上却尽可能多地犯错。然后,我们通过避免最坏的情况来优化表示形式,以提高伪标签的质量。广泛的实验证明,DST在标准的半监督学习基准数据集上的最先进方法中,平均提高了6.3%,而在13个不同任务上,FIXMATCH的平均水平为18.9%。此外,DST可以无缝地适应其他自我训练方法,并有助于稳定他们在从头开始的培训和预先训练模型的训练的情况下,在培训的情况下进行培训和平衡表现。
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在这项工作中,我们建议相互分布对准(RDA)解决半监督学习(SSL),该学习是一个无主参数框架,与置信阈值无关,并与匹配的(常规)和不匹配的类别分布一起工作。分布不匹配是一个经常被忽略但更通用的SSL场景,在该场景中,标记和未标记的数据不属于相同的类别分布。这可能导致该模型不利用标记的数据可靠,并大大降低SSL方法的性能,而传统的分布对齐无法挽救。在RDA中,我们对来自两个分类器的预测分布进行了相互对准,这些分类器预测了未标记的数据上的伪标签和互补标签。携带补充信息的这两个分布可用于相互正规化,而无需任何课堂分布。此外,我们从理论上显示RDA最大化输入输出互信息。我们的方法在各种不匹配的分布以及常规匹配的SSL设置的情况下,在SSL中实现了有希望的性能。我们的代码可在以下网址提供:https://github.com/njuyued/rda4robustssl。
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尽管在细粒度的视觉分类(FGVC)上进行了巨大的进步,但目前的方法仍然依赖于全面监督的范式,呼叫充足的专家标签。半监督学习(SSL)技术,从未标记的数据获取知识,提供了相当大的手段,并为粗粒度问题表示了很大的承诺。但是,退出SSL范例主要假设分销(即,类别对齐的)未标记数据,这在重新提出FGVC时阻碍了其有效性。在本文中,我们提出了一种专门针对半监督FGVC的分发数据工作的新颖设计,即“将它们联系在”。我们拆除了所有细粒度类别自然遵循等级结构的重要假设(例如,“AVES”的所有鸟类的“AVES”的系统发育树)。因此,我们可以在单个样本上运行,而是可以将该树结构内的示例关系预测为SSL的优化目标。除此之外,我们进一步推出了这两种策略,这些树结构唯一带来了唯一的一致性正则化和可靠的伪关系。我们的实验结果表明,(i)所提出的方法产生良好的鲁棒性,与分发数据产生良好的稳健性,(ii)它可以配备现有技术,提高它们的性能,从而产生最先进的结果。代码可在https://github.com/pris-cv/relmatch提供。
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这项工作研究了伪标签的偏见问题,一种广泛发生的自然现象,但经常通过先前的研究忽视。当在源数据上培训的分类器被传送到未标记的目标数据时,会生成伪标签。当半监督的学习模型Fixmatch预测未标记的数据时,我们观察到沉重的长尾伪标签即使未标记的数据被策划到平衡。没有干预,培训模型继承了伪标签的偏置,最终是次优。为了消除模型偏置,我们提出了一种简单而有效的方法DebiSmatch,包括自适应脱叠模块和自适应边际损失。通过使用在线更新的队列,可以自动调整脱叠的强度和边距的大小。在ImageNet-1K上基准测试,DebiasMatch分别在半监督学习(0.2%注释数据)和零拍摄学习任务中显着超过26%和8.7%的最先进。
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为了将训练有素的模型直接概括为看不见的目标域,域概括(DG)是一种新提出的学习范式,引起了很大的关注。以前的DG模型通常需要在训练过程中观察到的源域中的足够数量的带注释的样品。在本文中,我们放宽了有关完全注释的要求,并研究了半监督域的概括(SSDG),在训练过程中,只有一个源域与其他完全未标记的域一起完全注释。由于要解决观察到的源域之间的域间隙和预测看不见的目标域之间的挑战,我们提出了一个通过关节域吸引的标签和双分类器的新型深框架,以产生高质量的伪标记。具体来说,为了预测域移位下的准确伪标记,开发了一个域吸引的伪标记模块。此外,考虑到概括和伪标记之间的目标不一致:前者防止在所有源域上过度拟合,而后者可能过分适合未标记的源域,以高精度,我们采用双分类器来独立执行伪标记和域名,并在训练过程中执行伪造域通用化。 。当为未标记的源域生成准确的伪标记时,将域混合操作应用于标记和未标记域之间的新域,这对于提高模型的通用能力是有益的。公开可用的DG基准数据集的广泛结果显示了我们提出的SSDG方法的功效。
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近年来,研究人员越来越关注几次拍摄学习(FSL)任务,以解决数据稀缺问题。标准FSL框架由两个组件组成:i)预先列车。采用基础数据以生成基于CNN的特征提取模型(FEM)。 ii)Meta-Test。将培训的有关应用于新颖的数据(类别与基本数据不同)以获取特征嵌入物并识别它们。虽然研究人员在FSL中取得了显着突破,但仍然存在根本问题。由于具有基础数据的训练有素的有限元通常不能完美地适应新颖的类,因此新的数据的特征可能导致分布换档问题。为了解决这一挑战,我们假设即使基于不同FEMS的大多数决策被视为\ Texit {弱决策},它们也不适用于所有类别,它们仍然在某些特定类别中仍然变得恰到貌。灵感来自这种假设,我们提出了一种新颖的方法多决定定影模型(MDFM),其基于多个FEMS全面地考虑了模拟的决策,以提高模型的功效和鲁棒性。 MDFM是一种简单,灵活的非参数方法,可直接适用于现有的FEM。此外,我们将所提出的MDFM扩展到两个FSL设置(即,监督和半监督设置)。我们在五个基准数据集中评估所提出的方法,与最先进的3.4%-7.3 \%的显着改善。
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半监督学习(SSL)是解决监督学习的注释瓶颈的主要方法之一。最近的SSL方法可以有效利用大量未标记数据的存储库来提高性能,同时依靠一小部分标记数据。在大多数SSL方法中,一个常见的假设是,标记和未标记的数据来自同一基础数据分布。但是,在许多实际情况下,情况并非如此,这限制了其适用性。相反,在这项工作中,我们试图解决最近提出的挑战性的开放世界SSL问题,这些问题并非如此。在开放世界的SSL问题中,目的是识别已知类别的样本,并同时检测和群集样品属于未标记数据中的新型类别。这项工作引入了OpenLDN,该OpenLDN利用成对的相似性损失来发现新颖的类别。使用双层优化规则,此成对相似性损失利用了标记的设置中可用的信息,以隐式群集新颖的类样本,同时识别来自已知类别的样本。在发现新颖的类别后,OpenLDN将Open-World SSL问题转换为标准SSL问题,以使用现有的SSL方法实现额外的性能提高。我们的广泛实验表明,OpenLDN在多个流行的分类基准上胜过当前的最新方法,同时提供了更好的准确性/培训时间权衡。
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一个常见的分类任务情况是,有大量数据可用于培训,但只有一小部分用类标签注释。在这种情况下,半监督培训的目的是通过利用标记数据,而且从大量未标记的数据中提高分类准确性。最近的作品通过探索不同标记和未标记数据的不同增强性数据之间的一致性约束,从而取得了重大改进。遵循这条路径,我们提出了一个新颖的无监督目标,该目标侧重于彼此相似的高置信度未标记的数据之间所研究的关系较少。新提出的对损失最大程度地减少了高置信度伪伪标签之间的统计距离,其相似性高于一定阈值。我们提出的简单算法将对损失与MixMatch家族开发的技术结合在一起,显示出比以前在CIFAR-100和MINI-IMAGENET上的算法的显着性能增长,并且与CIFAR-的最先进方法相当。 10和SVHN。此外,简单还优于传输学习设置中最新方法,其中模型是由在ImainEnet或域内实现的权重初始化的。该代码可在github.com/zijian-hu/simple上获得。
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