我们解决了几个射击开放式识别（FSOSR）问题，即在我们只有很少的标签样本的一组类中分类的实例，同时检测不属于任何已知类别的实例。偏离现有文献，我们专注于开发模型不足的推理方法，这些方法可以插入任何现有模型，无论其架构或培训程序如何。通过评估嵌入的各种模型的质量，我们量化了模型 - 敏捷FSOSR的内在难度。此外，公平的经验评估表明，在FSOSR的电感环境中，KNN检测器和原型分类器的天真组合在专业或复杂方法之前。这些观察结果促使我们诉诸于转导，这是对标准的几次学习问题的流行而实用的放松。我们介绍了一个开放的设置转导信息最大化方法OSTIM，该方法幻觉了异常原型，同时最大程度地提高了提取的特征和作业之间的相互信息。通过跨越5个数据集的广泛实验，我们表明OSTIM在检测开放式实例的同时，在与最强的托管方法竞争时，在检测开放式实例时都超过了电感和现有的转导方法。我们进一步表明，OSTIM的模型不可知论使其能够成功利用最新体系结构和培训策略的强大表现能力而没有任何超参数修改，这是一个有希望的信号，即将来临的建筑进步将继续积极影响Ostim的表现。

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。

在过去的几年中，关于分类，检测和分割问题的3D学习领域取得了重大进展。现有的绝大多数研究都集中在规范的封闭式条件上，忽略了现实世界的内在开放性。这限制了需要管理新颖和未知信号的自主系统的能力。在这种情况下，利用3D数据可以是有价值的资产，因为它传达了有关感应物体和场景几何形状的丰富信息。本文提供了关于开放式3D学习的首次广泛研究。我们介绍了一种新颖的测试床，其设置在类别语义转移方面的难度增加，并且涵盖了内域（合成之间）和跨域（合成对真实）场景。此外，我们研究了相关的分布情况，并开放了2D文献，以了解其最新方法是否以及如何在3D数据上有效。我们广泛的基准测试在同一连贯的图片中定位了几种算法，从而揭示了它们的优势和局限性。我们的分析结果可能是未来量身定制的开放式3D模型的可靠立足点。

在这项工作中，我们建议使用分布式样本，即来自目标类别外部的未标记样本，以改善几乎没有记录的学习。具体而言，我们利用易于可用的分布样品来驱动分类器，以避免通过最大化原型到分布样品的距离，同时最大程度地减少分布样品的距离（即支持，查询数据），以避免使用分类器。。我们的方法易于实施，不可知论的是提取器，轻量级，而没有任何额外的预训练费用，并且适用于归纳和跨传输设置。对各种标准基准测试的广泛实验表明，所提出的方法始终提高具有不同架构的预审计网络的性能。

很少有开放式识别旨在对可见类别的培训数据进行有限的培训数据进行分类和新颖的图像。这项任务的挑战是，该模型不仅需要学习判别性分类器，以用很少的培训数据对预定的类进行分类，而且还要拒绝从未见过的培训时间出现的未见类别的输入。在本文中，我们建议从两个新方面解决问题。首先，我们没有像在标准的封闭设置分类中那样学习看到类之间的决策边界，而是为看不见的类保留空间，因此位于这些区域中的图像被认为是看不见的类。其次，为了有效地学习此类决策边界，我们建议利用所见类的背景功能。由于这些背景区域没有显着促进近距离分类的决定，因此自然地将它们用作分类器学习的伪阶层。我们的广泛实验表明，我们提出的方法不仅要优于多个基线，而且还为三个流行的基准测试（即Tieredimagenet，Miniimagenet和Caltech-uscd Birds-birds-2011-2011（Cub））设定了新的最先进结果。

我们研究了如何在只有几个类别（几次拍摄设置）给出的一些样本时识别来自Unseen类别（开放式分类）的样本的问题。学习良好抽象的挑战是一个非常少数样本的课程使得从看不见的类别中检测样本非常困难;因此，开放式识别在少量拍摄设置中受到最小的关注。大多数开放式少量拍摄分类方法正规化SoftMax得分以表明开放类样本的均匀概率，但我们认为这种方法通常是不准确的，特别是在细粒度。相反，我们提出了一种新颖的示例性重建的元学习策略，用于共同检测开放类样本，以及通过基于度量的分类对来自观众的样本进行分类。充当类的代表的示例可以在训练数据集中提供或在特征域中估计。我们的框架，名为重建示例的基于少量拍摄的少量开放式分类器（Refofs），在各种数据集上测试，实验结果明确突出了我们作为新技术的方法。

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。

语义新颖性检测旨在发现测试数据中未知类别。此任务在安全至关重要的应用中特别相关，例如自动驾驶或医疗保健，在部署时间识别未知物体并相应地向用户发出警告至关重要。尽管深度学习研究取得了令人印象深刻的进步，但现有模型仍然需要在已知类别上进行填充阶段才能识别未知类别。当隐私规则限制数据访问或严格的内存和计算约束（例如边缘计算）时，这可能是令人难以置信的。我们声称，量身定制的表示策略可能是有效，有效的语义新颖性检测的正确解决方案。除了对此任务的最新方法进行最新的方法外，我们还提出了一种基于关系推理的新表示学习范式。它着重于学习如何衡量语义相似性而不是识别已知类别。我们的实验表明，这些知识可直接传输到各种场景，并且可以用作插件模块，以将封闭设置的识别模型转换为可靠的开放式开放集。

我们研究了很少的开放式识别（FSOR）的问题，该问题学习了一个能够快速适应新类的识别系统，具有有限的标签示例和对未知负样本的拒绝。由于数据限制，传统的大规模开放式方法对FSOR问题有效无效。当前的FSOR方法通常校准了几个弹出封闭式分类器对负样品敏感的，因此可以通过阈值拒绝它们。但是，阈值调整是一个具有挑战性的过程，因为不同的FSOR任务可能需要不同的拒绝功能。在本文中，我们提出了任务自适应的负面类别设想，以使FSOR集成阈值调整到学习过程中。具体而言，我们增加了几个封闭式分类器，并使用少量示例产生的其他负面原型。通过在负生成过程中纳入很少的类相关性，我们可以学习FSOR任务的动态拒绝边界。此外，我们将我们的方法扩展到概括的少数开放式识别（GFSOR），该识别需要在许多射击和少数类别上进行分类以及拒绝​​负样本。公共基准的广泛实验验证了我们在这两个问题上的方法。

We introduce an information-maximization approach for the Generalized Category Discovery (GCD) problem. Specifically, we explore a parametric family of loss functions evaluating the mutual information between the features and the labels, and find automatically the one that maximizes the predictive performances. Furthermore, we introduce the Elbow Maximum Centroid-Shift (EMaCS) technique, which estimates the number of classes in the unlabeled set. We report comprehensive experiments, which show that our mutual information-based approach (MIB) is both versatile and highly competitive under various GCD scenarios. The gap between the proposed approach and the existing methods is significant, more so when dealing with fine-grained classification problems. Our code: \url{https://github.com/fchiaroni/Mutual-Information-Based-GCD}.

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。

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.

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。

图像分类中的严重问题是培训的模型可能对输入数据表现良好，该输入数据源自与用于模型培训的数据相同的分布，但对于分销超出（OOD）样本而言更加差。在真实的安全关键应用中，特别是如果新的数据点是ood的新数据点，重要的是要注意。迄今为止，通常使用置信分数，基于自动编码器的重建或对比学习来解决OOD检测。但是，尚未探索全局图像上下文以区分在分布和OOD样本之间的非局部对象。本文提出了一种名为OOODFORMER的首次检测架构，该架构利用变压器的上下文化功能。作为主要特征提取器的跨\ --former允许我们利用对象概念及其区分属性以及通过可视注意的共同发生。使用上下文化的嵌入，我们使用阶级条件潜伏空间相似性和网络置信度分数展示了OOD检测。我们的方法显示了各种数据集的完全普遍性。我们在CiFar-10 / -100和Imagenet30上取得了新的最先进的结果。

很少的识别涉及训练图像分类器，以使用几个示例（Shot）在测试时间区分新颖概念。现有方法通常假定测试时间的射击号是事先知道的。这是不现实的，当火车和测试射击不匹配时，流行和基础方法的性能已被证明会受到影响。我们对该现象进行了系统的经验研究。与先前的工作一致，我们发现射击灵敏度在基于度量的几个学习者中广泛存在，但是与先前的工作相反，较大的神经体系结构为变化的测试拍摄提供了一定程度的内置鲁棒性。更重要的是，通过消除对样品噪声的敏感性，一种基于余弦距离的简单，以前已知但非常忽略了一类方法，可以极大地改善对射击变化的鲁​​棒性。我们为流行和最近的几个弹药分类器提供了余弦替代品，从而扩大了它们对现实环境的适用性。这些余弦模型一致地提高了射击力，超越先前的射击状态，并在一系列基准和架构上提供竞争精度，包括在非常低的射击方案中取得的显着增长。

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。

Few-shot learning (FSL) is a central problem in meta-learning, where learners must efficiently learn from few labeled examples. Within FSL, feature pre-training has recently become an increasingly popular strategy to significantly improve generalization performance. However, the contribution of pre-training is often overlooked and understudied, with limited theoretical understanding of its impact on meta-learning performance. Further, pre-training requires a consistent set of global labels shared across training tasks, which may be unavailable in practice. In this work, we address the above issues by first showing the connection between pre-training and meta-learning. We discuss why pre-training yields more robust meta-representation and connect the theoretical analysis to existing works and empirical results. Secondly, we introduce Meta Label Learning (MeLa), a novel meta-learning algorithm that learns task relations by inferring global labels across tasks. This allows us to exploit pre-training for FSL even when global labels are unavailable or ill-defined. Lastly, we introduce an augmented pre-training procedure that further improves the learned meta-representation. Empirically, MeLa outperforms existing methods across a diverse range of benchmarks, in particular under a more challenging setting where the number of training tasks is limited and labels are task-specific. We also provide extensive ablation study to highlight its key properties.

在对比学习中，最近的进步表现出了出色的表现。但是，绝大多数方法仅限于封闭世界的环境。在本文中，我们通过挖掘开放世界的环境来丰富表示学习的景观，其中新颖阶级的未标记样本自然可以在野外出现。为了弥合差距，我们引入了一个新的学习框架，开放世界的对比学习（Opencon）。Opencon应对已知和新颖阶级学习紧凑的表现的挑战，并促进了一路上的新颖性发现。我们证明了Opencon在挑战基准数据集中的有效性并建立竞争性能。在Imagenet数据集上，Opencon在新颖和总体分类精度上分别胜过当前最佳方法的最佳方法，分别胜过11.9％和7.4％。我们希望我们的工作能为未来的工作打开新的大门，以解决这一重要问题。

Nearest-Neighbor (NN) classification has been proven as a simple and effective approach for few-shot learning. The query data can be classified efficiently by finding the nearest support class based on features extracted by pretrained deep models. However, NN-based methods are sensitive to the data distribution and may produce false prediction if the samples in the support set happen to lie around the distribution boundary of different classes. To solve this issue, we present P3DC-Shot, an improved nearest-neighbor based few-shot classification method empowered by prior-driven data calibration. Inspired by the distribution calibration technique which utilizes the distribution or statistics of the base classes to calibrate the data for few-shot tasks, we propose a novel discrete data calibration operation which is more suitable for NN-based few-shot classification. Specifically, we treat the prototypes representing each base class as priors and calibrate each support data based on its similarity to different base prototypes. Then, we perform NN classification using these discretely calibrated support data. Results from extensive experiments on various datasets show our efficient non-learning based method can outperform or at least comparable to SOTA methods which need additional learning steps.

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。