Many modern computer vision algorithms suffer from two major bottlenecks: scarcity of data and learning new tasks incrementally. While training the model with new batches of data the model looses it's ability to classify the previous data judiciously which is termed as catastrophic forgetting. Conventional methods have tried to mitigate catastrophic forgetting of the previously learned data while the training at the current session has been compromised. The state-of-the-art generative replay based approaches use complicated structures such as generative adversarial network (GAN) to deal with catastrophic forgetting. Additionally, training a GAN with few samples may lead to instability. In this work, we present a novel method to deal with these two major hurdles. Our method identifies a better embedding space with an improved contrasting loss to make classification more robust. Moreover, our approach is able to retain previously acquired knowledge in the embedding space even when trained with new classes. We update previous session class prototypes while training in such a way that it is able to represent the true class mean. This is of prime importance as our classification rule is based on the nearest class mean classification strategy. We have demonstrated our results by showing that the embedding space remains intact after training the model with new classes. We showed that our method preformed better than the existing state-of-the-art algorithms in terms of accuracy across different sessions.
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A major open problem on the road to artificial intelligence is the development of incrementally learning systems that learn about more and more concepts over time from a stream of data. In this work, we introduce a new training strategy, iCaRL, that allows learning in such a classincremental way: only the training data for a small number of classes has to be present at the same time and new classes can be added progressively.iCaRL learns strong classifiers and a data representation simultaneously. This distinguishes it from earlier works that were fundamentally limited to fixed data representations and therefore incompatible with deep learning architectures. We show by experiments on CIFAR-100 and ImageNet ILSVRC 2012 data that iCaRL can learn many classes incrementally over a long period of time where other strategies quickly fail.
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受到正规彩票假说(RLTH)的启发,该假说假设在密集网络中存在平稳(非二进制)子网,以实现密集网络的竞争性能,我们提出了几个播放类增量学习(FSCIL)方法。 to as \ emph {soft-subnetworks(softnet)}。我们的目标是逐步学习一系列会议,每个会议在每个课程中只包含一些培训实例,同时保留了先前学到的知识。软网络在基本训练会议上共同学习模型权重和自适应非二进制软面具,每个面具由主要和次要子网组成;前者的目的是最大程度地减少训练期间的灾难性遗忘,而后者的目的是避免在每个新培训课程中过度拟合一些样本。我们提供了全面的经验验证,表明我们的软网络通过超越基准数据集的最先进基准的性能来有效地解决了几个弹药的学习问题。
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视觉世界中新对象的不断出现对现实世界部署中当前的深度学习方法构成了巨大的挑战。由于稀有性或成本,新任务学习的挑战通常会加剧新类别的数据。在这里,我们探讨了几乎没有类别学习的重要任务(FSCIL)及其极端数据稀缺条件。理想的FSCIL模型都需要在所有类别上表现良好,无论其显示顺序或数据的匮乏。开放式现实世界条件也需要健壮,并可以轻松地适应始终在现场出现的新任务。在本文中,我们首先重新评估当前的任务设置,并为FSCIL任务提出更全面和实用的设置。然后,受到FSCIL和现代面部识别系统目标的相似性的启发,我们提出了我们的方法 - 增强角损失渐进分类或爱丽丝。在爱丽丝(Alice)中,我们建议使用角度损失损失来获得良好的特征。由于所获得的功能不仅需要紧凑,而且还需要足够多样化以维持未来的增量类别的概括,我们进一步讨论了类增强,数据增强和数据平衡如何影响分类性能。在包括CIFAR100,Miniimagenet和Cub200在内的基准数据集上的实验证明了爱丽丝在最新的FSCIL方法上的性能提高。
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本文认为增量少量学习,这需要一个模型,不断识别新类别,只有一些例子。我们的研究表明,现有方法严重遭受灾难性的遗忘,是一个增量学习中的一个众所周知的问题,这是由于少量拍摄设置中的数据稀缺和不平衡而加剧。我们的分析进一步表明,为了防止灾难性的遗忘,需要在原始阶段采取行动 - 基础类别的培训而不是稍后的几秒钟学习会议。因此,我们建议寻找基本训练目标函数的扁平本地最小值,然后在新任务中微调平面区域内的模型参数。通过这种方式,模型可以在保留旧的时有效地学习新类。综合实验结果表明,我们的方法优于所有现有最先进的方法,并且非常接近近似上限。源代码可在https://github.com/moukamisama/f2m上获得。
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很少有课堂学习(FSCIL)旨在仅用几个样本不断学习新概念,这很容易遭受灾难性的遗忘和过度拟合的问题。旧阶级的无法获得性和新颖样本的稀缺性使实现保留旧知识和学习新颖概念之间的权衡很大。受到不同模型的启发,我们在学习新颖概念时记住了不同的知识,我们提出了一个记忆的补充网络(MCNET),以整合多个模型,以在新任务中相互补充不同的记忆知识。此外,为了用很少的新样本更新模型,我们开发了一个原型平滑的硬矿三元组(PSHT)损失,以将新型样品不仅在当前任务中彼此远离,而且在旧分布中脱颖而出。在三个基准数据集(例如CIFAR100,Miniimagenet和Cub200)上进行了广泛的实验,证明了我们提出的方法的优势。
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Although deep learning approaches have stood out in recent years due to their state-of-the-art results, they continue to suffer from catastrophic forgetting, a dramatic decrease in overall performance when training with new classes added incrementally. This is due to current neural network architectures requiring the entire dataset, consisting of all the samples from the old as well as the new classes, to update the model-a requirement that becomes easily unsustainable as the number of classes grows. We address this issue with our approach to learn deep neural networks incrementally, using new data and only a small exemplar set corresponding to samples from the old classes. This is based on a loss composed of a distillation measure to retain the knowledge acquired from the old classes, and a cross-entropy loss to learn the new classes. Our incremental training is achieved while keeping the entire framework end-to-end, i.e., learning the data representation and the classifier jointly, unlike recent methods with no such guarantees. We evaluate our method extensively on the CIFAR-100 and Im-ageNet (ILSVRC 2012) image classification datasets, and show state-of-the-art performance.
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逐步学习新课程的能力对于所有现实世界的人工智能系统至关重要。像社交媒体,推荐系统,电子商务平台等的大部分高冲击应用都可以由图形模型表示。在本文中,我们调查了挑战但实际问题,图表几次拍摄的类增量(图形FCL)问题,其中图形模型是任务,以对新遇到的类和以前学习的类进行分类。为此目的,我们通过从基类循环地采样任务来提出图形伪增量学习范例,以便为我们的模型产生任意数量的培训集,以练习增量学习技能。此外,我们设计了一种基于分层的图形元学习框架,Hag-Meta。我们介绍了一个任务敏感的常规程序,从任务级关注和节点类原型计算,以缓解到新颖或基本类上的过度拟合。为了采用拓扑知识,我们添加了一个节点级注意模块来调整原型表示。我们的模型不仅达到了旧知识整合的更大稳定性,而且还可以获得对具有非常有限的数据样本的新知识的有利适应性。在三个现实世界数据集上进行广泛的实验,包括亚马逊服装,Reddit和DBLP,表明我们的框架与基线和其他相关最先进的方法相比,展示了显着的优势。
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很少有类别的课堂学习(FSCIL)旨在使用一些示例逐步微调模型(在基础课上培训),而不忘记先前的培训。最近的工作主要解决了2D图像。但是,由于相机技术的发展,3D点云数据比以往任何时候都更可用,这需要考虑3D数据的FSCIL。本文介绍了3D域中的FSCIL。除了灾难性忘记过去的知识和过度贴合数据的众所周知的问题外,3D FSCIL还可以带来更新的挑战。例如,基类可能在现实情况下包含许多合成实例。相比之下,新型类​​别只有少数几个实际扫描的样本(来自RGBD传感器)以增量步骤获得。由于数据从合成到真实的变化,FSCIL会承受其他挑战,以后的增量步骤降低了性能。我们尝试使用微莎普(正交基矢量)来解决此问题,并使用预定义的一组规则来描述任何3D对象。它支持逐步训练,几乎没有示例将合成与真实数据变化最小化。我们使用流行的合成数据集(ModelNet和Shapenet)和3D实范围的数据集(ScanoBjectNN和CO3D)为3D FSCIL提供新的测试协议。通过比较最先进的方法,我们确定了3D域中方法的有效性。
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很少有课堂学习(FSCIL)着重于设计学习算法,这些学习算法可以不断地从几个样本中学习一系列新任务,而不会忘记旧任务。困难是,从新任务中进行一系列有限数据的培训会导致严重的过度拟合问题,并导致众所周知的灾难性遗忘问题。现有研究主要利用图像信息,例如存储以前任务的图像知识或限制分类器更新。但是,他们忽略了分析课堂标签的信息丰富且较少的嘈杂文本信息。在这项工作中,我们建议通过采用内存提示来利用标签文本信息。内存提示可以依次学习新数据,同时存储先前的知识。此外,为了优化内存提示而不破坏存储的知识,我们提出了基于刺激的训练策略。它根据图像嵌入刺激(即嵌入元素的分布)来优化内存提示。实验表明,我们提出的方法的表现优于所有先前的最新方法,从而大大减轻了灾难性的遗忘和过度拟合问题。
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大多数元学习方法都假设存在于可用于基本知识的情节元学习的一组非常大的标记数据。这与更现实的持续学习范例形成对比,其中数据以包含不相交类的任务的形式逐步到达。在本文中,我们考虑了这个增量元学习(IML)的这个问题,其中类在离散任务中逐步呈现。我们提出了一种方法,我们调用了IML,我们称之为eCISODIC重播蒸馏(ERD),该方法将来自当前任务的类混合到当前任务中,当研究剧集时,来自先前任务的类别示例。然后将这些剧集用于知识蒸馏以最大限度地减少灾难性的遗忘。四个数据集的实验表明ERD超越了最先进的。特别是,在一次挑战的单次次数较挑战,长任务序列增量元学习场景中,我们将IML和联合训练与当前状态的3.5%/ 10.1%/ 13.4%之间的差距降低我们在Diered-ImageNet / Mini-ImageNet / CIFAR100上分别为2.6%/ 2.9%/ 5.0%。
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新课程经常出现在我们不断变化的世界中,例如社交媒体中的新兴主题和电子商务中的新产品。模型应识别新的类,同时保持对旧类的可区分性。在严重的情况下,只有有限的新颖实例可以逐步更新模型。在不忘记旧课程的情况下识别几个新课程的任务称为少数类的课程学习(FSCIL)。在这项工作中,我们通过学习多相增量任务(limit)提出了一个基于元学习的FSCIL的新范式,该任务从基本数据集中综合了伪造的FSCIL任务。假任务的数据格式与“真实”的增量任务一致,我们可以通过元学习构建可概括的特征空间。此外,限制还基于变压器构建了一个校准模块,该模块将旧类分类器和新类原型校准为相同的比例,并填补语义间隙。校准模块还可以自适应地将具有设置对集合函数的特定于实例的嵌入方式化。限制有效地适应新课程,同时拒绝忘记旧课程。在三个基准数据集(CIFAR100,Miniimagenet和Cub200)和大规模数据集上进行的实验,即Imagenet ILSVRC2012验证以实现最新性能。
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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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最近的自我监督学习方法能够学习高质量的图像表示,并通过监督方法关闭差距。但是,这些方法无法逐步获取新的知识 - 事实上,它们实际上主要仅用为具有IID数据的预训练阶段。在这项工作中,我们在没有额外的记忆或重放的情况下调查持续学习制度的自我监督方法。为防止忘记以前的知识,我们提出了功能正规化的使用。我们将表明,朴素的功能正则化,也称为特征蒸馏,导致可塑性的低可塑性,因此严重限制了连续的学习性能。为了解决这个问题,我们提出了预测的功能正则化,其中一个单独的投影网络确保新学习的特征空间保留了先前的特征空间的信息,同时允许学习新功能。这使我们可以防止在保持学习者的可塑性时忘记。针对应用于自我监督的其他增量学习方法的评估表明我们的方法在不同场景和多个数据集中获得竞争性能。
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Lifelong learning has attracted much attention, but existing works still struggle to fight catastrophic forgetting and accumulate knowledge over long stretches of incremental learning. In this work, we propose PODNet, a model inspired by representation learning. By carefully balancing the compromise between remembering the old classes and learning new ones, PODNet fights catastrophic forgetting, even over very long runs of small incremental tasks -a setting so far unexplored by current works. PODNet innovates on existing art with an efficient spatialbased distillation-loss applied throughout the model and a representation comprising multiple proxy vectors for each class. We validate those innovations thoroughly, comparing PODNet with three state-of-the-art models on three datasets: CIFAR100, ImageNet100, and ImageNet1000. Our results showcase a significant advantage of PODNet over existing art, with accuracy gains of 12.10, 6.51, and 2.85 percentage points, respectively. 5
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epiSodic学习是对几枪学习感兴趣的研究人员和从业者的流行练习。它包括在一系列学习问题(或剧集)中组织培训,每个人分为小型训练和验证子集,以模仿评估期间遇到的情况。但这总是必要吗?在本文中,我们调查了在集发作的级别使用非参数方法,例如最近邻居等方法的焦点学习的有用性。对于这些方法,我们不仅展示了广州学习的限制是如何不必要的,而是他们实际上导致利用培训批次的数据低效方式。我们通过匹配和原型网络进行广泛的消融实验,其中两个最流行的方法在集中的级别使用非参数方法。他们的“非焦化”对应物具有很大的更简单,具有较少的近似参数,并在多个镜头分类数据集中提高它们的性能。
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We propose prototypical networks for the problem of few-shot classification, where a classifier must generalize to new classes not seen in the training set, given only a small number of examples of each new class. Prototypical networks learn a metric space in which classification can be performed by computing distances to prototype representations of each class. Compared to recent approaches for few-shot learning, they reflect a simpler inductive bias that is beneficial in this limited-data regime, and achieve excellent results. We provide an analysis showing that some simple design decisions can yield substantial improvements over recent approaches involving complicated architectural choices and meta-learning. We further extend prototypical networks to zero-shot learning and achieve state-of-theart results on the CU-Birds dataset.
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事件检测任务可以帮助人们快速从复杂文本中确定域。它还可以为自然语言处理的下游任务提供强大的支持。存在仅基于大量数据实现固定型学习。当扩展到新课程时,通常需要保留原始数据并重新训练模型。事件检测任务可以终身学习新类,但是大多数现有方法都需要保留大量原始数据或面临灾难性的问题忘记。除此之外,由于缺乏实用性数据,很难获得足够的数据进行模型培训。要解决上述问题,我们在事件检测的领域定义了一项新任务,这是很少的增量事件检测。此任务要求在学习新事件类型的情况下,该模型应保留以前的类型,并且输入有限。我们根据几个event重新创建和发布基准数据集,以少数数量的事件检测任务。我们发布的数据集比该新任务中的其他数据集更合适。此外,我们提出了两种基准方法,即IFSED-K和IFSED-KP,可以以不同的方式解决任务。实验结果表明,我们的方法具有更高的F1分数,并且比基线更稳定。
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我们解决了几次拍摄语义分割(FSS)的问题,该问题旨在通过一些带有一些注释的样本分段为目标图像中的新型类对象。尽管通过结合基于原型的公制学习来进行最近的进步,但由于其特征表示差,现有方法仍然显示出在极端内部对象变化和语义相似的类别对象下的有限性能。为了解决这个问题,我们提出了一种针对FSS任务定制的双重原型对比学习方法,以有效地捕获代表性的语义。主要思想是通过增加阶级距离来鼓励原型更差异,同时减少了原型特征空间中的课堂距离。为此,我们首先向类别特定的对比丢失丢失具有动态原型字典,该字典字典存储在训练期间的类感知原型,从而实现相同的类原型和不同的类原型是不同的。此外,我们通过压缩每集内语义类的特征分布来提高类别无话的对比损失,以提高未经看不见的类别的概念能力。我们表明,所提出的双重原型对比学习方法优于Pascal-5i和Coco-20i数据集的最先进的FSS方法。该代码可用于:https://github.com/kwonjunn01/dpcl1。
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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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