在过去的几年里,几年枪支学习(FSL)引起了极大的关注,以最大限度地减少标有标记的训练示例的依赖。FSL中固有的困难是处理每个课程的培训样本太少的含糊不清的歧义。为了在FSL中解决这一基本挑战,我们的目标是培训可以利用关于新颖类别的先前语义知识来引导分类器合成过程的元学习模型。特别是,我们提出了语义调节的特征注意力和样本注意机制,估计表示尺寸和培训实例的重要性。我们还研究了FSL的样本噪声问题,以便在更现实和不完美的环境中利用Meta-Meverys。我们的实验结果展示了所提出的语义FSL模型的有效性,而没有样品噪声。
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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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Humans can quickly learn new visual concepts, perhaps because they can easily visualize or imagine what novel objects look like from different views. Incorporating this ability to hallucinate novel instances of new concepts might help machine vision systems perform better low-shot learning, i.e., learning concepts from few examples. We present a novel approach to low-shot learning that uses this idea. Our approach builds on recent progress in meta-learning ("learning to learn") by combining a meta-learner with a "hallucinator" that produces additional training examples, and optimizing both models jointly. Our hallucinator can be incorporated into a variety of meta-learners and provides significant gains: up to a 6 point boost in classification accuracy when only a single training example is available, yielding state-of-the-art performance on the challenging ImageNet low-shot classification benchmark.
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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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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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单图级注释仅正确地描述了图像内容的通常很小的子集,尤其是在描绘了复杂的现实世界场景时。尽管这在许多分类方案中可能是可以接受的,但对于培训时间和测试时间之间有很大差异的应用程序,它构成了一个重大挑战。在本文中,我们仔细研究了$ \ textit {少数图解} $的含义。将输入样品分成贴片并通过视觉变压器的帮助来编码它们,使我们能够在图像跨图像和独立于其各自类别的局部区域之间建立语义对应关系。然后,最有用的补丁程序嵌入手头的任务是通过推理时通过在线优化设置的支持的函数,此外还提供了图像中“ $ \ textit {最重要的} $”的视觉解释性。我们基于通过掩盖图像建模对网络进行无监督培训的最新进展,以克服缺乏细粒度的标签,并了解数据的更一般统计结构,同时避免使用负面图像级注释影响,$ \ textit {aka} $监督坍塌。实验结果表明,我们的方法的竞争力,在四个流行的少数几个分类基准测试基准中获得了新的最先进的结果,价格为$ 5 $ - 弹跳和$ 1 $ $ - 景点。
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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.
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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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最近,很少拍摄的视频分类已经获得了越来越令人利益。目前的方法主要集中在有效利用视频中的时间维度,以在低数据制度下改善学习。然而,大多数作品在很大程度上忽略了视频通常伴随着丰富的文本描述,也可以是处理少量拍摄识别情况的重要信息来源。在本文中,我们建议利用这些人提供的文本描述作为培训几次视频分类模型时的特权信息。具体来说,我们制定了一种基于文本的任务调节器,以使视频功能适应几次拍摄的学习任务。此外,我们的模型遵循转换设置,通过使用支持文本描述和查询实例来更新一组类原型来提高模型的任务适应能力。我们的模型在四个具有挑战性的基准测试中实现了最先进的性能,通常用于评估少量拍摄视频动作分类模型。
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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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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。
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Few-shot classification aims to recognize unlabeled samples from unseen classes given only few labeled samples. The unseen classes and low-data problem make few-shot classification very challenging. Many existing approaches extracted features from labeled and unlabeled samples independently, as a result, the features are not discriminative enough. In this work, we propose a novel Cross Attention Network to address the challenging problems in few-shot classification. Firstly, Cross Attention Module is introduced to deal with the problem of unseen classes. The module generates cross attention maps for each pair of class feature and query sample feature so as to highlight the target object regions, making the extracted feature more discriminative. Secondly, a transductive inference algorithm is proposed to alleviate the low-data problem, which iteratively utilizes the unlabeled query set to augment the support set, thereby making the class features more representative. Extensive experiments on two benchmarks show our method is a simple, effective and computationally efficient framework and outperforms the state-of-the-arts.
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从有限的数据学习是一个具有挑战性的任务,因为数据的稀缺导致训练型模型的较差。经典的全局汇总表示可能会失去有用的本地信息。最近,许多射击学习方法通​​过使用深度描述符和学习像素级度量来解决这一挑战。但是,使用深描述符作为特征表示可能丢失图像的上下文信息。这些方法中的大多数方法独立地处理支持集中的每个类,这不能充分利用鉴别性信息和特定于特定的嵌入。在本文中,我们提出了一种名为稀疏空间变压器(SSFormers)的新型变压器的神经网络架构,可以找到任务相关的功能并抑制任务无关的功能。具体地,我们首先将每个输入图像划分为不同大小的几个图像斑块,以获得密集的局部特征。这些功能在表达本地信息时保留上下文信息。然后,提出了一种稀疏的空间变压器层以在查询图像和整个支持集之间找到空间对应关系,以选择任务相关的图像斑块并抑制任务 - 无关的图像斑块。最后,我们建议使用图像补丁匹配模块来计算密集的本地表示之间的距离,从而确定查询图像属于支持集中的哪个类别。广泛的少量学习基准测试表明,我们的方法实现了最先进的性能。
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就像其他少量学习问题一样,很少拍摄的细分旨在最大限度地减少手动注释的需求,这在分割任务中特别昂贵。即使少量拍摄设置降低了新型测试类的这种成本,仍然需要注释培训数据。为了减轻这种需求,我们提出了一种自我监督的培训方法,用于学习几次射门分割模型。我们首先使用无监督的显着性估计来获得图像上的伪掩码。然后,我们将在不同的伪掩模的不同分割和增强图像的不同分裂上培训一个简单的原型模型。我们广泛的实验表明,该方法达到了有希望的结果,突出了自我监督培训的潜力。据我们所知,这是第一个解决自然图像上无监督的少量分割问题的第一项工作。
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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。
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来自多模态输入的人类学习效益通常出现为丰富语义(例如,在学习IT时描述对象的属性)。这使我们能够从非常有限的视觉示例中学习广泛的概念。但是,目前的少量学习(FSL)方法使用数值类标签来表示不提供关于学习概念的丰富语义含义的对象类。在这项工作中,我们表明,通过使用“类级”语言描述,可以以最少的注释成本获取,我们可以提高FSL性能。鉴于支持集和查询,我们的主要思想是创建一个瓶颈视觉特征(混合原型),然后用于在训练期间将类的语言描述作为辅助任务。我们开发基于转换器的前向和后向编码机制,以涉及可以编码两个模式之间的复杂关系的视觉和语义令牌。强迫原型来保留关于类描述的语义信息,作​​为视觉特征上的常规器,在推理时提高他们的新类别的概括。此外,该策略在学习的陈述之前强加了人类,确保该模型忠实地与视觉和语义概念相关联,从而提高了模型解释性。我们对四个数据集和消融研究的实验表明了有效地建模丰富的FSL语义。
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We address the problem of few-shot classification where the goal is to learn a classifier from a limited set of samples. While data-driven learning is shown to be effective in various applications, learning from less data still remains challenging. To address this challenge, existing approaches consider various data augmentation techniques for increasing the number of training samples. Pseudo-labeling is commonly used in a few-shot setup, where approximate labels are estimated for a large set of unlabeled images. We propose DiffAlign which focuses on generating images from class labels. Specifically, we leverage the recent success of the generative models (e.g., DALL-E and diffusion models) that can generate realistic images from texts. However, naive learning on synthetic images is not adequate due to the domain gap between real and synthetic images. Thus, we employ a maximum mean discrepancy (MMD) loss to align the synthetic images to the real images minimizing the domain gap. We evaluate our method on the standard few-shot classification benchmarks: CIFAR-FS, FC100, miniImageNet, tieredImageNet and a cross-domain few-shot classification benchmark: miniImageNet to CUB. The proposed approach significantly outperforms the stateof-the-art in both 5-shot and 1-shot setups on these benchmarks. Our approach is also shown to be effective in the zero-shot classification setup
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多标签少量拍摄图像分类(ML-FSIC)是基于少量训练示例将描述性标签分配给以前的未经看台图像的任务。多标签设置的关键特征是图像通常具有多个标签,该标签通常是指图像的不同区域。当估计原型的基于度量的设置时,重要的是确定哪些区域与哪个标签相关,但训练数据有限使得这一极具挑战性。作为一个解决方案,在本文中,我们建议使用Word Embeddings作为关于标签含义的先前知识的形式。特别地,使用依赖于标签嵌入的关注机制来聚合支持图像的本地特征映射来获得视觉原型。作为一个重要的优势,我们的模型可以在不需要微调任何模型参数的情况下推断出不必要的标签的原型,这证明了其强大的概括能力。 Coco和Pascal VOC的实验还表明,我们的模型大大提高了当前最先进的。
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神经记忆能够快速适应新任务,只需几个训练样本。现有的内存模型仅从单个最后一层存储特征,在培训和测试分布之间存在域之间的域移位不概括。我们不是依赖扁平内存,我们提出了一种在不同语义层面存储特征的分层替代方案。我们介绍了分层原型模型,其中每个级别的原型从分层内存中获取相应的信息。如果域移位情况如此需要,该模型能够灵活地依赖不同语义级别的功能。我们通过新派生的分层变分推理框架来学习模型,其中分层内存和原型是共同优化的。为了探索和利用不同语义层面的重要性,我们进一步建议以数据驱动方式学习与每个级别的原型相关联的权重,这使得模型能够自适应地选择最概括的功能。我们进行彻底的消融研究,以证明我们模型中每个组件的有效性。在跨领域和传统少量拍摄分类上的跨领域和竞争性能的新的最先进的性能进一步证实了等级变分记忆的益处。
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Few-shot (FS) and zero-shot (ZS) learning are two different approaches for scaling temporal action detection (TAD) to new classes. The former adapts a pretrained vision model to a new task represented by as few as a single video per class, whilst the latter requires no training examples by exploiting a semantic description of the new class. In this work, we introduce a new multi-modality few-shot (MMFS) TAD problem, which can be considered as a marriage of FS-TAD and ZS-TAD by leveraging few-shot support videos and new class names jointly. To tackle this problem, we further introduce a novel MUlti-modality PromPt mETa-learning (MUPPET) method. This is enabled by efficiently bridging pretrained vision and language models whilst maximally reusing already learned capacity. Concretely, we construct multi-modal prompts by mapping support videos into the textual token space of a vision-language model using a meta-learned adapter-equipped visual semantics tokenizer. To tackle large intra-class variation, we further design a query feature regulation scheme. Extensive experiments on ActivityNetv1.3 and THUMOS14 demonstrate that our MUPPET outperforms state-of-the-art alternative methods, often by a large margin. We also show that our MUPPET can be easily extended to tackle the few-shot object detection problem and again achieves the state-of-the-art performance on MS-COCO dataset. The code will be available in https://github.com/sauradip/MUPPET
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