由于在大异构数据上加速查询时间的同时减少存储的优点,已经广泛研究了跨模型散列,以便对多模态数据的近似邻近搜索进行广泛研究。大多数散列方法假设培训数据是类平衡的。但是,在实践中,现实世界数据通常具有长尾的分布。在本文中,我们介绍了一种基于元学习的跨模态散列方法(MetacMH)来处理长尾数据。由于尾部类中缺乏培训样本,MetacMH首先从不同模式中的数据中学习直接功能,然后引入关联内存模块,以了解尾部类别的样本的存储器功能。然后,它结合了直接和内存功能以获得每个样本的元特征。对于长尾分布的头部类别的样本,直接功能的重量越大,因为有足够的训练数据来学习它们;虽然对于罕见的类,但内存功能的重量越大。最后,MetacMH使用似然损耗函数来保持不同模式中的相似性,并以端到端的方式学习哈希函数。长尾数据集的实验表明,MetacMH比最先进的方法表现出明显好,特别是在尾部课上。
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跨模态散列(CMH)是跨模型近似最近邻搜索中最有前途的方法之一。大多数CMH解决方案理想地假设培训和测试集的标签是相同的。但是,通常违反假设,导致零拍摄的CMH问题。最近解决此问题的努力侧重于使用标签属性将知识转移到未见的类。但是,该属性与多模态数据的特征隔离。为了减少信息差距,我们介绍了一种名为LAEH的方法(嵌入零拍跨模型散列的标签属性)。 Laeh首先通过Word2Vec模型获取标签的初始语义属性向量,然后使用转换网络将它们转换为常见的子空间。接下来,它利用散列向量和特征相似矩阵来指导不同方式的特征提取网络。与此同时,Laeh使用属性相似性作为标签相似度的补充,以纠正标签嵌入和常见子空间。实验表明,Laeh优于相关代表零射和跨模态散列方法。
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Existing Cross Modal Hashing (CMH) methods are mainly designed for balanced data, while imbalanced data with long-tail distribution is more general in real-world. Several long-tail hashing methods have been proposed but they can not adapt for multi-modal data, due to the complex interplay between labels and individuality and commonality information of multi-modal data. Furthermore, CMH methods mostly mine the commonality of multi-modal data to learn hash codes, which may override tail labels encoded by the individuality of respective modalities. In this paper, we propose LtCMH (Long-tail CMH) to handle imbalanced multi-modal data. LtCMH firstly adopts auto-encoders to mine the individuality and commonality of different modalities by minimizing the dependency between the individuality of respective modalities and by enhancing the commonality of these modalities. Then it dynamically combines the individuality and commonality with direct features extracted from respective modalities to create meta features that enrich the representation of tail labels, and binaries meta features to generate hash codes. LtCMH significantly outperforms state-of-the-art baselines on long-tail datasets and holds a better (or comparable) performance on datasets with balanced labels.
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哈希(Hashing)将项目数据投入二进制代码已显示出由于其储存量低和高查询速度而显示出跨模式检索的非凡人才。尽管在某些情况下取得了经验成功,但现有的跨模式散列方法通常不存在带有大量标记信息的数据时跨模式差距跨模式差距。为了避免以分裂和纠纷策略的激励,我们提出了深层的歧管散列(DMH),这是一种新颖的方法,是将半分配的无监督的交叉模式检索分为三个子问题,并建立一个简单而又简单而又又有一个简单的方法每个子问题的效率模型。具体而言,第一个模型是通过基于多种学习的半生数据补充的半生数据来构建的,用于获得模态不变的特征,而第二个模型和第三个模型旨在分别学习哈希码和哈希功能。在三个基准上进行的广泛实验表明,与最先进的完全配对和半成本无监督的跨模式散列方法相比,我们的DMH的优势。
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由于其在计算和存储的效率,散列广泛应用于大型多媒体数据上的多模式检索。在本文中,我们提出了一种用于可伸缩图像文本和视频文本检索的新型深度语义多模式散列网络(DSMHN)。所提出的深度散列框架利用2-D卷积神经网络(CNN)作为骨干网络,以捕获图像文本检索的空间信息,而3-D CNN作为骨干网络以捕获视频的空间和时间信息 - 文本检索。在DSMHN中,通过显式保留帧间性相似性和岩石性语义标签,共同学习两组模态特定散列函数。具体地,假设学习散列代码应该是对分类任务的最佳选择,通过在所得哈希代码上嵌入语义标签来共同训练两个流网络以学习散列函数。此外,提出了一种统一的深层多模式散列框架,通过利用特征表示学习,互相相似度 - 保存学习,语义标签保留学习和哈希函数学习同时利用不同类型的损耗功能来学习紧凑和高质量的哈希码。该提议的DSMHN方法是用于图像文本和视频文本检索的通用和可扩展的深度散列框架,其可以灵活地集成在不同类型的损耗功能中。我们在四个广泛使用的多媒体检索数据集中对单一模态和跨模型检索任务进行广泛的实验。图像文本和视频文本检索任务的实验结果表明DSMHN显着优于最先进的方法。
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在本文中,我们采用了最大化的互信息(MI)方法来解决无监督的二进制哈希代码的问题,以实现高效的跨模型检索。我们提出了一种新颖的方法,被称为跨模型信息最大散列(CMIMH)。首先,要学习可以保留模跨和跨间相似性的信息的信息,我们利用最近估计MI的变分的进步,以最大化二进制表示和输入特征之间的MI以及不同方式的二进制表示之间的MI。通过在假设由多变量Bernoulli分布模型的假设下联合最大化这些MIM,我们可以学习二进制表示,该二进制表示,其可以在梯度下降中有效地以微量批量方式有效地保留帧内和模态的相似性。此外,我们发现尝试通过学习与来自不同模式的相同实例的类似二进制表示来最小化模态差距,这可能导致更少的信息性表示。因此,在减少模态间隙和失去模态 - 私人信息之间平衡对跨模型检索任务很重要。标准基准数据集上的定量评估表明,该方法始终如一地优于其他最先进的跨模型检索方法。
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跨模式哈希是解决大型多媒体检索问题的成功方法。提出了许多基于矩阵分解的哈希方法。但是,现有方法仍然在一些问题上遇到困难,例如如何有效地生成二元代码,而不是直接放松它们的连续性。此外,大多数现有方法选择使用$ n \ times n $相似性矩阵进行优化,这使得内存和计算无法承受。在本文中,我们提出了一种新型的不对称可伸缩式模式哈希(ASCMH)来解决这些问题。首先,它引入了集体矩阵分解,以从不同模态的内核特征中学习一个共同的潜在空间,然后将相似性矩阵优化转换为距距离距离差异问题,并借助语义标签和共同的潜在空间。因此,$ n \ times n $不对称优化的计算复杂性得到了缓解。在一系列哈希码中,我们还采用了标签信息的正交约束,这对于搜索准确性是必不可少的。因此,可以大大减少计算的冗余。为了有效的优化并可扩展到大规模数据集,我们采用了两步方法,而不是同时优化。在三个基准数据集上进行了广泛的实验:Wiki,Mirflickr-25K和NUS范围内,表明我们的ASCMH在准确性和效率方面表现出了最先进的跨模式散列方法。
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零射击跨模式检索(ZS-CMR)处理了来自看不见类别的异源数据之间的检索问题。通常,为了确保概括,使用自然语言处理(NLP)模型的预定义类嵌入方式用于构建公共空间。在本文中,我们考虑了一种完全不同的方法来从信息理论的角度考虑构造(或学习)通用锤击空间的完全不同的方法,而不是使用额外的NLP模型来定义公共空间。我们将模型称为信息理论哈希(ITH),该图案由两个级联模块组成:一个自适应信息聚合(AIA)模块;和语义保存编码(SPE)模块。具体而言,我们的AIA模块从相关信息的原理(PRI)中汲取灵感来构建一个共同空间,该空间可适应地汇总了不同数据模式的固有语义,并滤除了多余或无关紧要的信息。另一方面,我们的SPE模块通过保留固有语义与元素的Kullback-Leibler(KL)差异的相似性,进一步生成了不同模态的哈希代码。还施加了总相关性项,以减少哈希码不同维度之间的冗余。在三个基准数据集上进行了足够的实验,证明了ZS-CMR中提出的ITH的优势。源代码在补充材料中可用。
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最近,深度散列方法已广泛用于图像检索任务。大多数现有的深度散列方法采用一对一量化以降低信息损失。然而,这种类无关的量化不能为网络培训提供歧视反馈。此外,这些方法仅利用单个标签来集成散列函数学习数据的监督信息,这可能导致较差的网络泛化性能和相对低质量的散列代码,因为数据的帧间信息完全忽略。在本文中,我们提出了一种双语义非对称散列(DSAH)方法,其在三倍的约束下产生鉴别性哈希码。首先,DSAH在进行类结构量化之前利用类,以便在量化过程中传输类信息。其次,设计简单但有效的标签机制旨在表征类内的紧凑性和数据间数据间可分离性,从而实现了语义敏感的二进制代码学习。最后,设计了一种有意义的成对相似性保存损耗,以最小化基于亲和图的类相关网络输出之间的距离。利用这三个主要组件,可以通过网络生成高质量的哈希代码。在各种数据集上进行的广泛实验表明了DSAH的优越性与最先进的深度散列方法相比。
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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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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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由于有效的检索速度和储存率低,因此学习哈希已被广泛用于视觉检索任务。但是,现有的哈希方法假定查询和检索样品位于同一域内的均匀特征空间中。结果,它们不能直接应用于异质的跨域检索。在本文中,我们提出了一个广义图像转移检索(GITR)问题,该问题遇到了两个关键的瓶颈:1)查询和检索样品可能来自不同的域,导致不可避免的{域分布gap}; 2)两个域的特征可能是异质的或未对准的,从而增加了{特征差距}。为了解决GITR问题,我们提出了一个不对称的转移哈希(ATH)框架,其无监督/半监督/监督的实现。具体而言,ATH通过两个不对称的哈希函数之间的差异来表征域分布差距,并借助于跨域数据构建的新型自适应双分部分图,从而最小化特征差距。通过共同优化不对称的哈希功能和两分图,不仅可以实现知识转移,而且还可以避免由特征比对引起的信息损失。同时,为了减轻负转移,通过涉及域亲和图来保留单域数据的内在几何结构。对不同GITR子任务下的单域和跨域基准测试的广泛实验表明,与最新的哈希方法相比,我们的ATH方法的优越性。
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Real world data often have a long-tailed and open-ended distribution. A practical recognition system must classify among majority and minority classes, generalize from a few known instances, and acknowledge novelty upon a never seen instance. We define Open Long-Tailed Recognition (OLTR) as learning from such naturally distributed data and optimizing the classification accuracy over a balanced test set which include head, tail, and open classes. OLTR must handle imbalanced classification, few-shot learning, and open-set recognition in one integrated algorithm, whereas existing classification approaches focus only on one aspect and deliver poorly over the entire class spectrum. The key challenges are how to share visual knowledge between head and tail classes and how to reduce confusion between tail and open classes.We develop an integrated OLTR algorithm that maps an image to a feature space such that visual concepts can easily relate to each other based on a learned metric that respects the closed-world classification while acknowledging the novelty of the open world. Our so-called dynamic metaembedding combines a direct image feature and an associated memory feature, with the feature norm indicating the familiarity to known classes. On three large-scale OLTR datasets we curate from object-centric ImageNet, scenecentric Places, and face-centric MS1M data, our method consistently outperforms the state-of-the-art. Our code, datasets, and models enable future OLTR research and are publicly available at https://liuziwei7.github. io/projects/LongTail.html.
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现实世界中的数据通常显示出长尾巴的开放式(带有看不见的类)分布。实践识别系统必须在多数(头)和少数族裔(尾巴)阶级之间取得平衡,在整个分布中进行概括,并承认新颖的阶级(公开阶级)。我们将开放的长尾识别++(OLTR ++)定义为从这种自然分布的数据中学习,并优化了包括已知和开放类的平衡测试集的分类精度。 OLTR ++在一种集成算法中处理不平衡的分类,很少的学习,开放式识别和积极学习,而现有的分类方法通常仅着眼于一个或两个方面,并且在整个频谱中交付不佳。关键挑战是:1)如何在头和尾巴之间共享视觉知识,2)如何减少尾巴和开放式阶级之间的混淆,以及3)如何用学习知识积极地探索开放的课程。我们的算法OLTR ++将图像映射到特征空间,以便视觉概念可以通过记忆关联机制和学识渊博的指标(动态元元素)相互关联,这两者都尊重所封闭的见解类别的封闭世界分类并承认的新颖性打开课程。此外,我们提出了一个基于视觉记忆的主动学习方案,该方案学会以数据效率的方式识别未来扩展的开放类。在三个大规模开放的长尾数据集中,我们从Imagenet(以对象为中心),位置(以场景为中心)和MS1M(面部为中心)数据策划了三个标准基准(CIFAR-10-LT,CIFAR,CIFAR,CIFAR) -100-LT和Inaturalist-18),我们作为统一框架的方法始终展示竞争性能。值得注意的是,我们的方法还显示出积极探索开放阶级和对少数群体的公平分析的强大潜力。
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跨模型检索(CMR)是多式化计算和信息检索的重要研究主题,它将一种类型的数据作为查询来检索另一种类型的相关数据,并且已广泛用于许多现实世界应用程序。最近,由剪辑代表的视觉语言预训练模型表明了其在各种视觉和语言相关任务方面学习视觉和文本表示的优势及其令人印象深刻的性能。虽然剪辑以及以前的预训练模型表现出令人遗憾的CMR性能改善,但由于缺乏多式联级关联,很少探索这些预测模型对监督CMR的训练模型的性能和影响。在本文中,我们将剪辑作为当前代表性的视觉 - 语言预训练模型,进行全面的实证研究,并提供对其性能和对监督CMR的影响的见解。为此,我们首先提出了一种新颖的模型剪辑4cmr(\ textBF {Clip for}监督\ textbf {c} ross- \ textbf {m} odal \ textbf {r} etrieval),该剪辑作为骨干网络来执行监督CMR。然后,我们在CMR中重新审视现有的损失函数设计,包括最常见的一对损失,类明智的损失和混合动力车,并提供对应用夹子的见解。此外,我们调查了监督CMR中的几个有关问题,并通过CLIP4CMR为该领域提供了新的视角,包括对模态不平衡的鲁棒性和对超参数的敏感性。广泛的实验结果表明,CLIP4CMR实现了SOTA的结果,在基准数据集维基百科,Nus-rive,Pascal句子和XMediaet上有重大改进。我们的数据和代码在https://github.com/zhixiongz/clip4cmr上公开提供。
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Although significant progress has been made in few-shot learning, most of existing few-shot learning methods require supervised pre-training on a large amount of samples of base classes, which limits their generalization ability in real world application. Recently, large-scale self-supervised vision-language models (e.g., CLIP) have provided a new paradigm for transferable visual representation learning. However, the pre-trained VLPs may neglect detailed visual information that is difficult to describe by language sentences, but important for learning an effective classifier in few-shot classification. To address the above problem, we propose a new framework, named Semantic-guided Visual Adapting (SgVA), which can effectively extend vision-language pre-trained models to produce discriminative task-specific visual features by comprehensively using a vision-specific contrastive loss, a cross-modal contrastive loss, and an implicit knowledge distillation. The implicit knowledge distillation is designed to transfer the fine-grained cross-modal knowledge to guide the updating of the vision adapter. State-of-the-art results on 13 datasets demonstrate that the adapted visual features can well complement the cross-modal features to improve few-shot image classification.
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在本文中,我们首先尝试调查深度哈希学习与车辆重新识别的集成。我们提出了一个深度哈希的车辆重新识别框架,被称为DVHN,这基本上减少了存储器使用,并在预留最接近的邻居搜索精度的同时提高检索效率。具体地,〜DVHN通过联合优化特征学习网络和哈希码生成模块,直接为每个图像直接学习离散的紧凑型二进制哈希代码。具体地,我们直接将来自卷积神经网络的输出限制为离散二进制代码,并确保学习的二进制代码是对分类的最佳选择。为了优化深度离散散列框架,我们进一步提出了一种用于学习二进制相似性保存散列代码的交替最小化方法。在两个广泛研究的车辆重新识别数据集 - \ textbf {sportid}和\ textbf {veri} - 〜〜\ textbf {veri} - 〜已经证明了我们对最先进的深哈希方法的方法的优越性。 2048美元的TextBF {DVHN}价格可以实现13.94 \%和10.21 \%的准确性改进\ textbf {map}和\ textbf {stuckbf {stank @ 1}的\ textbf {stuckid(800)} dataSet。对于\ textbf {veri},我们分别实现了35.45 \%和32.72 \%\ textbf {rank @ 1}和\​​ textbf {map}的性能增益。
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Hashing has been widely researched to solve the large-scale approximate nearest neighbor search problem owing to its time and storage superiority. In recent years, a number of online hashing methods have emerged, which can update the hash functions to adapt to the new stream data and realize dynamic retrieval. However, existing online hashing methods are required to update the whole database with the latest hash functions when a query arrives, which leads to low retrieval efficiency with the continuous increase of the stream data. On the other hand, these methods ignore the supervision relationship among the examples, especially in the multi-label case. In this paper, we propose a novel Fast Online Hashing (FOH) method which only updates the binary codes of a small part of the database. To be specific, we first build a query pool in which the nearest neighbors of each central point are recorded. When a new query arrives, only the binary codes of the corresponding potential neighbors are updated. In addition, we create a similarity matrix which takes the multi-label supervision information into account and bring in the multi-label projection loss to further preserve the similarity among the multi-label data. The experimental results on two common benchmarks show that the proposed FOH can achieve dramatic superiority on query time up to 6.28 seconds less than state-of-the-art baselines with competitive retrieval accuracy.
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大多数现有的最新视频分类方法假设训练数据遵守统一的分布。但是,现实世界中的视频数据通常会表现出不平衡的长尾巴分布,从而导致模型偏见对头等阶层,并且在尾巴上的性能相对较低。虽然当前的长尾分类方法通常集中在图像分类上,但将其调整到视频数据并不是微不足道的扩展。我们提出了一种端到端的多专家分布校准方法,以基于两级分布信息来应对这些挑战。该方法共同考虑了每个类别中样品的分布(类内部分布)和各种数据(类间分布)的总体分布,以解决在长尾分布下数据不平衡数据的问题。通过对两级分布信息进行建模,该模型可以共同考虑头等阶层和尾部类别,并将知识从头等阶层显着转移,以提高尾部类别的性能。广泛的实验验证了我们的方法是否在长尾视频分类任务上实现了最先进的性能。
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从一个非常少数标记的样品中学习新颖的课程引起了机器学习区域的越来越高。最近关于基于元学习或转移学习的基于范例的研究表明,良好特征空间的获取信息可以是在几次拍摄任务上实现有利性能的有效解决方案。在本文中,我们提出了一种简单但有效的范式,该范式解耦了学习特征表示和分类器的任务,并且只能通过典型的传送学习培训策略从基类嵌入体系结构的特征。为了在每个类别内保持跨基地和新类别和辨别能力的泛化能力,我们提出了一种双路径特征学习方案,其有效地结合了与对比特征结构的结构相似性。以这种方式,内部级别对齐和级别的均匀性可以很好地平衡,并且导致性能提高。三个流行基准测试的实验表明,当与简单的基于原型的分类器结合起来时,我们的方法仍然可以在电感或转换推理设置中的标准和广义的几次射击问题达到有希望的结果。
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