A common challenge in continual learning (CL) is catastrophic forgetting, where the performance on old tasks drops after new, additional tasks are learned. In this paper, we propose a novel framework called ReCL to slow down forgetting in CL. Our framework exploits an implicit bias of gradient-based neural networks due to which these converge to margin maximization points. Such convergence points allow us to reconstruct old data from previous tasks, which we then combine with the current training data. Our framework is flexible and can be applied on top of existing, state-of-the-art CL methods. We further demonstrate the performance gain from our framework across a large series of experiments, including two challenging CL scenarios (class incremental and domain incremental learning), different datasets (MNIST, CIFAR10, TinyImagenet), and different network architectures. Across all experiments, we find large performance gains through ReCL. To the best of our knowledge, our framework is the first to address catastrophic forgetting by leveraging models in CL as their own memory buffers.


翻译:持续学习(CL)中的一个常见挑战是灾难性遗忘,即在学习了新的附加任务后,旧任务的性能会下降。本文提出了一种名为ReCL的新颖框架,以减缓持续学习中的遗忘。我们的框架利用了基于梯度的神经网络的一种隐式偏差,这种偏差使得网络收敛到间隔最大化点。这些收敛点使我们能够从先前任务中重构旧数据,然后将其与当前训练数据结合。我们的框架具有灵活性,可以应用于现有的最先进的持续学习方法之上。我们通过一系列广泛的实验进一步展示了该框架带来的性能提升,包括两种具有挑战性的持续学习场景(类增量学习和域增量学习)、不同的数据集(MNIST、CIFAR10、TinyImagenet)以及不同的网络架构。在所有实验中,我们发现ReCL带来了显著的性能提升。据我们所知,我们的框架是首个通过利用持续学习中的模型自身作为记忆缓冲区来解决灾难性遗忘问题的方法。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
76+阅读 · 2022年3月26日
Arxiv
28+阅读 · 2021年9月26日
Arxiv
10+阅读 · 2021年2月26日
Arxiv
38+阅读 · 2020年12月2日
A Survey on Deep Transfer Learning
Arxiv
11+阅读 · 2018年8月6日
Relational Deep Reinforcement Learning
Arxiv
10+阅读 · 2018年6月28日
Arxiv
15+阅读 · 2018年2月4日
VIP会员
最新内容
“史诗狂怒行动”中的海军动态
专知会员服务
7+阅读 · 4月5日
大语言模型同策略蒸馏研究综述
专知会员服务
5+阅读 · 4月5日
无人机蜂群:研究、挑战、未来发展方向
专知会员服务
9+阅读 · 4月4日
【博士论文】已对齐 AI 系统的持续脆弱性
专知会员服务
7+阅读 · 4月3日
潜空间综述:基础、演化、机制、能力与展望
专知会员服务
13+阅读 · 4月3日
《人工智能时代的国防工业政策》
专知会员服务
8+阅读 · 4月3日
相关VIP内容
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关论文
Arxiv
76+阅读 · 2022年3月26日
Arxiv
28+阅读 · 2021年9月26日
Arxiv
10+阅读 · 2021年2月26日
Arxiv
38+阅读 · 2020年12月2日
A Survey on Deep Transfer Learning
Arxiv
11+阅读 · 2018年8月6日
Relational Deep Reinforcement Learning
Arxiv
10+阅读 · 2018年6月28日
Arxiv
15+阅读 · 2018年2月4日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员