公开意图检测是自然语言理解中的一个重大问题,旨在以仅知道已知意图的先验知识来检测看不见的公开意图。当前方法在此任务中面临两个核心挑战。一方面,他们在学习友好表示方面有局限性来检测公开意图。另一方面,缺乏有效的方法来获得已知意图的特定和紧凑的决策边界。为了解决这些问题,本文介绍了一个原始框架DA-ADB,该框架连续学习了远距离感知的意图表示和自适应决策边界,以进行开放意图检测。具体而言,我们首先利用距离信息来增强意图表示的区别能力。然后,我们设计了一种新颖的损失函数,以通过平衡经验和开放空间风险来获得适当的决策界限。广泛的实验显示了距离了解和边界学习策略的有效性。与最先进的方法相比,我们的方法在三个基准数据集上实现了重大改进。它还具有不同比例的标记数据和已知类别的稳健性能。完整的数据和代码可在https://github.com/thuiar/textoir上获得
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机器学习模型通常会遇到与训练分布不同的样本。无法识别分布(OOD)样本,因此将该样本分配给课堂标签会显着损害模​​型的可靠性。由于其对在开放世界中的安全部署模型的重要性,该问题引起了重大关注。由于对所有可能的未知分布进行建模的棘手性,检测OOD样品是具有挑战性的。迄今为止,一些研究领域解决了检测陌生样本的问题,包括异常检测,新颖性检测,一级学习,开放式识别识别和分布外检测。尽管有相似和共同的概念,但分别分布,开放式检测和异常检测已被独立研究。因此,这些研究途径尚未交叉授粉,创造了研究障碍。尽管某些调查打算概述这些方法,但它们似乎仅关注特定领域,而无需检查不同领域之间的关系。这项调查旨在在确定其共同点的同时,对各个领域的众多著名作品进行跨域和全面的审查。研究人员可以从不同领域的研究进展概述中受益,并协同发展未来的方法。此外,据我们所知,虽然进行异常检测或单级学习进行了调查,但没有关于分布外检测的全面或最新的调查,我们的调查可广泛涵盖。最后,有了统一的跨域视角,我们讨论并阐明了未来的研究线,打算将这些领域更加紧密地融为一体。
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Out-of-Domain (OOD) intent detection is important for practical dialog systems. To alleviate the issue of lacking OOD training samples, some works propose synthesizing pseudo OOD samples and directly assigning one-hot OOD labels to these pseudo samples. However, these one-hot labels introduce noises to the training process because some hard pseudo OOD samples may coincide with In-Domain (IND) intents. In this paper, we propose an adaptive soft pseudo labeling (ASoul) method that can estimate soft labels for pseudo OOD samples when training OOD detectors. Semantic connections between pseudo OOD samples and IND intents are captured using an embedding graph. A co-training framework is further introduced to produce resulting soft labels following the smoothness assumption, i.e., close samples are likely to have similar labels. Extensive experiments on three benchmark datasets show that ASoul consistently improves the OOD detection performance and outperforms various competitive baselines.
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分布(OOD)检测对于确保机器学习系统的可靠性和安全性至关重要。例如,在自动驾驶中,我们希望驾驶系统在发现在训练时间中从未见过的异常​​场景或对象时,发出警报并将控件移交给人类,并且无法做出安全的决定。该术语《 OOD检测》于2017年首次出现,此后引起了研究界的越来越多的关注,从而导致了大量开发的方法,从基于分类到基于密度到基于距离的方法。同时,其他几个问题,包括异常检测(AD),新颖性检测(ND),开放式识别(OSR)和离群检测(OD)(OD),在动机和方法方面与OOD检测密切相关。尽管有共同的目标,但这些主题是孤立发展的,它们在定义和问题设定方面的细微差异通常会使读者和从业者感到困惑。在这项调查中,我们首先提出一个称为广义OOD检测的统一框架,该框架涵盖了上述五个问题,即AD,ND,OSR,OOD检测和OD。在我们的框架下,这五个问题可以看作是特殊情况或子任务,并且更容易区分。然后,我们通过总结了他们最近的技术发展来审查这五个领域中的每一个,特别关注OOD检测方法。我们以公开挑战和潜在的研究方向结束了这项调查。
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开放式识别使深度神经网络(DNN)能够识别未知类别的样本,同时在已知类别的样本上保持高分类精度。基于自动编码器(AE)和原型学习的现有方法在处理这项具有挑战性的任务方面具有巨大的潜力。在这项研究中,我们提出了一种新的方法,称为类别特定的语义重建(CSSR),该方法整合了AE和原型学习的力量。具体而言,CSSR用特定于类的AE表示的歧管替代了原型点。与传统的基于原型的方法不同,CSSR在单个AE歧管上的每个已知类模型,并通过AE的重建误差来测量类归属感。特定于类的AE被插入DNN主链的顶部,并重建DNN而不是原始图像所学的语义表示。通过端到端的学习,DNN和AES互相促进,以学习歧视性和代表性信息。在多个数据集上进行的实验结果表明,所提出的方法在封闭式和开放式识别中都达到了出色的性能,并且非常简单且灵活地将其纳入现有框架中。
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传统意图分类模型基于预定义的意图集,仅识别有限的内域(IND)意图类别。但是用户可以在实用的对话系统中输入室外(OOD)查询。这样的OOD查询可以提供未来改进的方向。在本文中,我们定义了一项新任务,广义意图发现(GID),旨在将IND意图分类器扩展到包括IND和OOD意图在内的开放世界意图集。我们希望在发现和识别新的未标记的OOD类型的同时,同时对一组标记的IND意图类进行分类。我们为不同的应用程序方案构建了三个公共数据集,并提出了两种框架,即基于管道的框架和端到端,以实现未来的工作。此外,我们进行详尽的实验和定性分析,以理解关键挑战,并为未来的GID研究提供新的指导。
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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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Recent years witnessed the breakthrough of face recognition with deep convolutional neural networks. Dozens of papers in the field of FR are published every year. Some of them were applied in the industrial community and played an important role in human life such as device unlock, mobile payment, and so on. This paper provides an introduction to face recognition, including its history, pipeline, algorithms based on conventional manually designed features or deep learning, mainstream training, evaluation datasets, and related applications. We have analyzed and compared state-of-the-art works as many as possible, and also carefully designed a set of experiments to find the effect of backbone size and data distribution. This survey is a material of the tutorial named The Practical Face Recognition Technology in the Industrial World in the FG2023.
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通用域的适应性(UNIDA)旨在将公共类的知识从源域转移到目标域,而无需对标签集的任何先验知识,这需要将未知样本与目标域中的已知样本区分开。就像传统的无监督域适应问题一样,由于偏见和歧视性较低的嵌入,两个域之间的错位也存在。最新方法提出了通过将目标样品与最近的邻居或原型聚类来完成域未对准的方法。但是,这样做是很危险的,因为我们对未知样本的分布没有任何先验知识,这些样本可以放大错位,尤其是当未知集很大的时候。同时,其他现有基于分类器的方法可以轻松地产生对未知样本的过度自信预测,因为在源域中有监督的目标导致整个模型偏向于目标域中的共同类别。因此,我们提出了一种新型的非参数未知样品检测方法,基于将原始特征空间中的样品映射到可靠的线性子空间中,这使数据点更稀疏,以减少未知样品和源样本之间的不对准。此外,与最近应用额外参数以改善未知样品分类的方法不同,本文通过未知的自适应保证金损失可以很好地平衡已知样品和未知样品的置信值,从而可以控制分类器学习的梯度在有监督的来源上的梯度更新样品取决于当前步骤中检测到的未知样品的置信度。最后,在四个公共数据集上的实验表明,我们的方法显着胜过现有的最新方法。
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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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Novelty detection, i.e., identifying whether a given sample is drawn from outside the training distribution, is essential for reliable machine learning. To this end, there have been many attempts at learning a representation well-suited for novelty detection and designing a score based on such representation. In this paper, we propose a simple, yet effective method named contrasting shifted instances (CSI), inspired by the recent success on contrastive learning of visual representations. Specifically, in addition to contrasting a given sample with other instances as in conventional contrastive learning methods, our training scheme contrasts the sample with distributionally-shifted augmentations of itself. Based on this, we propose a new detection score that is specific to the proposed training scheme. Our experiments demonstrate the superiority of our method under various novelty detection scenarios, including unlabeled one-class, unlabeled multi-class and labeled multi-class settings, with various image benchmark datasets. Code and pre-trained models are available at https://github.com/alinlab/CSI.
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在现实世界中的视觉应用中检测分布(OOD)样本(例如分类或对象检测)已成为当今深度学习系统部署的必要前提。已经提出了许多技术,其中已证明基于能量的OOD方法是有希望和令人印象深刻的性能。我们提出了基于语义驱动的能量方法,这是一种端到端的可训练系统,易于优化。我们将分布样品与能量评分和表示分数结合的外部分布样品区分开。我们通过最大程度地降低分布样品的能量来实现这一目标,并同时学习各自的类表征,这些类别更接近和最大化能量以供外分发样品,并将其从已知的类表征进一步推出。此外,我们提出了一种新颖的损失功能,我们称之为群集局灶性损失(CFL),事实证明这很简单,但在学习更好的班级群集中心表示方面非常有效。我们发现,我们的新方法可以增强异常检测,并在共同基准上获得基于能量的模型。与现有基于能量的方法相比,在CIFAR-10和CIFAR-100训练的WideSnet上,我们的模型分别将相对平均假正(以95%的真实正率为95%)降低67.2%和57.4%。此外,我们扩展了对象检测的框架并提高了性能。
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在开放式识别(OSR)中,分类器应能够拒绝不知名的样本,同时保持高闭合分类的精度。为了有效解决OSR问题,先前的研究试图通过离线分析(例如,基于距离的特征分析或复杂的网络体系结构)限制有限空间外部的潜在特征空间并拒绝位于有限空间之外的数据。为了通过标准分类器体系结构中的简单推理过程(无脱机分析)进行OSR,我们使用基于距离的分类器代替常规的软具有距离分类器。之后,我们设计了一种背景级正则化策略,该策略在训练阶段使用背景级数据作为不知名级的替代物。具体而言,我们制定了适合基于距离的分类器的新型正则化损失,该损失可为已知类别和强制背景类样品远离有限的空间提供足够大的类别的潜在特征空间。通过我们的广泛实验,我们表明所提出的方法可提供强大的OSR结果,同时保持高闭合分类的精度。
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几乎没有类似的课堂学习(FSCIL)旨在通过避免过度拟合和灾难性遗忘,从一些标记的样本中逐步学习新颖的课程。 FSCIL的当前协议是通过模仿一般类知识学习设置来构建的,而由于不同的数据配置,即新颖的类都在有限的数据状态下,因此并不完全合适。在本文中,我们通过保留第一个会话的可能性来重新考虑FSCIL对开放式假设的配置。为了为模型分配更好的近距离和开放式识别性能,双曲线相互学习模块(Hyper-RPL)建立在与双曲神经网络的相互点学习(RPL)上。此外,为了从有限标记的数据中学习新颖类别,我们将双曲线度量学习(超级现象)模块纳入基于蒸馏的框架中,以减轻过度拟合的问题,并更好地处理保存旧知识和旧知识之间的权衡问题。获得新知识。对三个基准数据集上提出的配置和模块的全面评估被执行,以验证有关三个评估指标的有效性。
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Automatic Target Recognition (ATR) is a category of computer vision algorithms which attempts to recognize targets on data obtained from different sensors. ATR algorithms are extensively used in real-world scenarios such as military and surveillance applications. Existing ATR algorithms are developed for traditional closed-set methods where training and testing have the same class distribution. Thus, these algorithms have not been robust to unknown classes not seen during the training phase, limiting their utility in real-world applications. To this end, we propose an Open-set Automatic Target Recognition framework where we enable open-set recognition capability for ATR algorithms. In addition, we introduce a plugin Category-aware Binary Classifier (CBC) module to effectively tackle unknown classes seen during inference. The proposed CBC module can be easily integrated with any existing ATR algorithms and can be trained in an end-to-end manner. Experimental results show that the proposed approach outperforms many open-set methods on the DSIAC and CIFAR-10 datasets. To the best of our knowledge, this is the first work to address the open-set classification problem for ATR algorithms. Source code is available at: https://github.com/bardisafa/Open-set-ATR.
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多模式意图识别是理解现实世界中人类语言的重要任务。大多数现有意图识别方法在利用基准数据集的限制中利用多模式信息的局限性,仅使用文本信息。本文介绍了一个用于多模式意图识别(MinTreec)的新型数据集,以解决此问题。它根据电视系列超市收集的数据制定了粗粒和细粒度的分类法。该数据集由2,224个具有文本,视频和音频模式的高质量样本组成,并在二十个意图类别中具有多模式注释。此外,我们在每个视频段中提供带注释的扬声器框架框,并实现扬声器注释的自动过程。 MinTrec对研究人员有助于挖掘不同方式之间的关系,以增强意图识别的能力。我们通过适应三种强大的多模式融合方法来构建基准,从每种模式和模型跨模式相互作用中提取特征。广泛的实验表明,采用非语言方式与仅文本模式相比,实现了实质性改进,这表明使用多模式信息进行意图识别的有效性。表现最佳的方法与人类之间的差距表明了这项任务对社区的挑战和重要性。完整的数据集和代码可在https://github.com/thuiar/mintrec上使用。
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通用域的适应性(UDA)旨在将公共类的知识从源域转移到目标域,而无需对标签集的任何先验知识,这需要将未知样本与目标域中的已知样本区分开。最近的方法更喜欢增加已知类别中样本间亲和力,而它们忽略了未知样本与已知样本之间的样本间亲和力。本文表明,利用这种样本间亲和力可以显着提高UDA的性能,并提出基于IT的知识性UDA框架。首先,我们通过在源域中搜索其相邻样本来估计每个目标样本的可知性。然后,我们提出了一种适用于估计的可知性的自动阈值方案,以确定目标样本是未知还是已知。接下来,除了增加每个已知类别的样本间亲和力(如先前的方法)外,我们还根据估计的可知性设计新损失,以减少未知目标样本与已知目标样本之间的样本间亲和力。最后,在四个公共数据集上的实验表明,我们的方法显着胜过现有的最新方法。
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在新课程训练时,几乎没有射击学习(FSL)方法通常假设具有准确标记的样品的清洁支持集。这个假设通常可能是不现实的:支持集,无论多么小,仍然可能包括标签错误的样本。因此,对标签噪声的鲁棒性对于FSL方法是实用的,但是这个问题令人惊讶地在很大程度上没有探索。为了解决FSL设置中标签错误的样品,我们做出了一些技术贡献。 (1)我们提供了简单而有效的特征聚合方法,改善了流行的FSL技术Protonet使用的原型。 (2)我们描述了一种嘈杂的噪声学习的新型变压器模型(TRANFS)。 TRANFS利用变压器的注意机制称重标记为错误的样品。 (3)最后,我们对迷你胶原和tieredimagenet的嘈杂版本进行了广泛的测试。我们的结果表明,TRANFS与清洁支持集的领先FSL方法相对应,但到目前为止,在存在标签噪声的情况下,它们的表现优于它们。
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室外(OOD)检测是面向任务的对话框系统中的关键组件,旨在确定查询是否不在预定义的支持的意图集之外。事实证明,先前基于软磁性的检测算法对OOD样品被过度自信。在本文中,我们分析了过度自信的OOD来自由于训练和测试分布之间的不匹配而导致的分布不确定性,这使得该模型无法自信地做出预测,因此可能导致异常软磁得分。我们提出了一个贝叶斯OOD检测框架,以使用Monte-Carlo辍学来校准分布不确定性。我们的方法是灵活的,并且可以轻松地插入现有的基于软磁性的基线和增益33.33 \%OOD F1改进,而与MSP相比仅增加了0.41 \%的推理时间。进一步的分析表明,贝叶斯学习对OOD检测的有效性。
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广义零射击学习(GZSL)旨在培训一个模型,以在某些输出类别在监督学习过程中未知的情况下对数据样本进行分类。为了解决这一具有挑战性的任务,GZSL利用可见的(源)和看不见的(目标)类的语义信息来弥合所见类和看不见的类之间的差距。自引入以来,已经制定了许多GZSL模型。在这篇评论论文中,我们介绍了有关GZSL的全面评论。首先,我们提供了GZSL的概述,包括问题和挑战。然后,我们为GZSL方法介绍了分层分类,并讨论了每个类别中的代表性方法。此外,我们讨论了GZSL的可用基准数据集和应用程序,以及有关研究差距和未来研究方向的讨论。
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