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.

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。

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.

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.

We propose an algorithm for meta-learning that is model-agnostic, in the sense that it is compatible with any model trained with gradient descent and applicable to a variety of different learning problems, including classification, regression, and reinforcement learning. The goal of meta-learning is to train a model on a variety of learning tasks, such that it can solve new learning tasks using only a small number of training samples. In our approach, the parameters of the model are explicitly trained such that a small number of gradient steps with a small amount of training data from a new task will produce good generalization performance on that task. In effect, our method trains the model to be easy to fine-tune. We demonstrate that this approach leads to state-of-the-art performance on two fewshot image classification benchmarks, produces good results on few-shot regression, and accelerates fine-tuning for policy gradient reinforcement learning with neural network policies.

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。

Learning with limited data is a key challenge for visual recognition. Many few-shot learning methods address this challenge by learning an instance embedding function from seen classes and apply the function to instances from unseen classes with limited labels. This style of transfer learning is task-agnostic: the embedding function is not learned optimally discriminative with respect to the unseen classes, where discerning among them leads to the target task. In this paper, we propose a novel approach to adapt the instance embeddings to the target classification task with a set-to-set function, yielding embeddings that are task-specific and are discriminative. We empirically investigated various instantiations of such set-to-set functions and observed the Transformer is most effective -as it naturally satisfies key properties of our desired model. We denote this model as FEAT (few-shot embedding adaptation w/ Transformer) and validate it on both the standard few-shot classification benchmark and four extended few-shot learning settings with essential use cases, i.e., cross-domain, transductive, generalized few-shot learning, and low-shot learning. It archived consistent improvements over baseline models as well as previous methods, and established the new stateof-the-art results on two benchmarks.

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。

在元学习框架下设计了许多射门学习方法，这些方法从各种学习任务中学习并推广到新任务。这些元学习方法在从同一分布（I.I.D.观察）中绘制的所有样本中的情况下实现了预期的性能。然而，在现实世界应用中，很少拍摄的学习范式往往遭受数据转移，即，即使在相同的任务中，也可以从各种数据分布中汲取不同任务中的示例。大多数现有的几次拍摄方法不考虑数据班次，因此在数据分布换档时显示降级性能。然而，由于每个任务中的标记样本数量有限的标记样本，因此在几次拍摄学习中解决数据转换问题是不普遍的。针对解决此问题，我们提出了一种新的基于度量的元学习框架，以便在知识图表的帮助下提取任务特定的表示和任务共享表示。因此，任务内的数据偏移可以通过任务共享和特定于任务的表示的组合来组合。拟议的模型是对流行的基准测试和两个构造的新具有挑战性的数据集。评估结果表明了其显着性能。

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。

模型不合时宜的元学习（MAML）可以说是当今最流行的元学习算法之一。然而，它在几次分类上的性能远远远远远远远远远远远远远远落在许多致力于该问题的算法。在本文中，我们指出了如何训练MAML以进行几次分类的几个关键方面。首先，我们发现MAML在其内部循环更新中需要大量的梯度步骤，这与其常见的用法相矛盾。其次，我们发现MAML对元测试过程中的类标签分配敏感。具体而言，MAML Meta-Trains $ n$道分类器的初始化。这些$ n $方式，在元测试期间，然后具有“ $ n！$”的“ $ n！$”排列，并与$ n $新颖的课程配对。我们发现这些排列会导致巨大的准确性差异，从而使MAML不稳定。第三，我们研究了几种使MAML置换不变的方法，其中元训练单个向量以初始化分类头中的所有$ n $重量矢量的初始化。在Miniimagenet和Tieredimagenet等基准数据集上，我们命名Unicorn-MAML的方法在不牺牲MAML的简单性的情况下以与许多最近的几杆分类算法相同甚至优于许多近期的几个次数分类算法。

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

转移学习旨在利用预先培训模型的知识来受益。先前的转移学习工作主要是从单个模型转移。但是，随着从不同资源预先训练的深层模型的出现，由具有各种体系结构的各种模型组成的模型中心，预先训练的数据集和学习范式可用。直接将单模传输学习方法应用于每种模型，都会浪费对模型中心的丰富知识，并遭受高计算成本。在本文中，我们提出了一个枢纽 - 校园框架，以实现从模型中心的知识转移。该框架生成数据依赖性途径权重，基于我们在输入级别分配路径路由以确定激活哪些预训练模型并通过了哪些预训练的模型，然后在输出级别设置了途径聚集，以从不同做出预测的模型。可以通过针对特定于任务的损失端对端训练所提出的框架，在该损失中，它将学会探索更好的途径配置并利用每个目标基准的预训练模型中的知识。我们利用嘈杂的途径生成器并设计勘探损失，以进一步探索整个模型中心的不同途径。为了充分利用预训练模型中的知识，每个模型都会通过激活它的特定数据进一步培训，从而确保其性能并增强知识传递。计算机视觉和强化学习任务的实验结果表明，所提出的枢纽式框架实现了模型中心传输学习的最新性能。

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。

常规的几杆分类（FSC）旨在识别出有限标记的数据的新课程中的样本。最近，已经提出了域泛化FSC（DG-FSC），目的是识别来自看不见的域的新型类样品。 DG-FSC由于基础类（用于培训）和新颖类（评估中遇到）之间的域移位，对许多模型构成了巨大的挑战。在这项工作中，我们为解决DG-FSC做出了两个新颖的贡献。我们的首要贡献是提出重生网络（BAN）情节培训，并全面研究其对DG-FSC的有效性。作为一种特定的知识蒸馏形式，已证明禁令可以通过封闭式设置来改善常规监督分类的概括。这种改善的概括促使我们研究了DG-FSC的禁令，我们表明禁令有望解决DG-FSC中遇到的域转移。在令人鼓舞的发现的基础上，我们的第二个（主要）贡献是提出很少的禁令，FS-Ban，这是DG-FSC的新型禁令方法。我们提出的FS-BAN包括新颖的多任务学习目标：相互正则化，不匹配的老师和元控制温度，这些目标都是专门设计的，旨在克服DG-FSC中的中心和独特挑战，即过度拟合和领域差异。我们分析了这些技术的不同设计选择。我们使用六个数据集和三个基线模型进行全面的定量和定性分析和评估。结果表明，我们提出的FS-BAN始终提高基线模型的概括性能，并达到DG-FSC的最先进的准确性。

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.

我们提出了一个统一的查看，即通过通用表示，一个深层神经网络共同学习多个视觉任务和视觉域。同时学习多个问题涉及最大程度地减少具有不同幅度和特征的多个损失函数的加权总和，从而导致一个损失的不平衡状态，与学习每个问题的单独模型相比，一个损失的不平衡状态主导了优化和差的结果。为此，我们提出了通过小容量适配器将多个任务/特定于域网络的知识提炼到单个深神经网络中的知识。我们严格地表明，通用表示在学习NYU-V2和CityScapes中多个密集的预测问题方面实现了最新的表现，来自视觉Decathlon数据集中的不同域中的多个图像分类问题以及MetadataSet中的跨域中的几个域中学习。最后，我们还通过消融和定性研究进行多次分析。

视觉变压器（VIT）的几乎没有射击的学习能力很少进行，尽管有很大的需求。在这项工作中，我们从经验上发现，使用相同的少数学习框架，例如\〜元基线，用VIT模型代替了广泛使用的CNN特征提取器，通常严重损害了几乎没有弹药的分类性能。此外，我们的实证研究表明，在没有归纳偏见的情况下，VIT通常会在几乎没有射击的学习方面学习低资格的令牌依赖性，在这些方案下，只有几个标记的培训数据可获得，这在很大程度上会导致上述性能降级。为了减轻这个问题，我们首次提出了一个简单而有效的几杆培训框架，即自我推广的监督（Sun）。具体而言，除了对全球语义学习的常规监督外，太阳还进一步预处理了少量学习数据集的VIT，然后使用它来生成各个位置特定的监督，以指导每个补丁令牌。此特定于位置的监督告诉VIT哪个贴片令牌相似或不同，因此可以加速令牌依赖的依赖学习。此外，它将每个贴片令牌中的本地语义建模，以提高对象接地和识别能力，以帮助学习可概括的模式。为了提高特定于位置的监督的质量，我们进一步提出了两种技术：〜1）背景补丁过滤以滤掉背景补丁并将其分配为额外的背景类别； 2）空间一致的增强，以引入足够的多样性以增加数据，同时保持生成的本地监督的准确性。实验结果表明，使用VITS的太阳显着超过了其他VIT的少量学习框架，并且是第一个获得比CNN最先进的效果更高的性能。

在本文中，我们看看跨域几秒分类的问题，旨在从以前看不见的类别和域名的域中学习分类器。最近的方法广泛地通过参数参数化与前者通常在大型训练集上学习的任务 - 不可行的和任务特定权重参数来解决这个问题，并且后者通过在小型支撑集上通过辅助网络动态预测。在这项工作中，我们专注于对后者的估计，并建议将特定于任务特定权重直接在小型支架上学习，以与动态估计它们。特别地，通过系统分析，我们示出了通过矩阵形式的参数适配器以备体网络的多个中间层的参数化适配器的任务特定权重显着提高了Meta DataSet中最先进模型的性能基准以较小的额外费用。