Few-Shot Class Incremental Learning (FSCIL) is a task that requires a model to learn new classes incrementally without forgetting when only a few samples for each class are given. FSCIL encounters two significant challenges: catastrophic forgetting and overfitting, and these challenges have driven prior studies to primarily rely on shallow models, such as ResNet-18. Even though their limited capacity can mitigate both forgetting and overfitting issues, it leads to inadequate knowledge transfer during few-shot incremental sessions. In this paper, we argue that large models such as vision and language transformers pre-trained on large datasets can be excellent few-shot incremental learners. To this end, we propose a novel FSCIL framework called PriViLege, Pre-trained Vision and Language transformers with prompting functions and knowledge distillation. Our framework effectively addresses the challenges of catastrophic forgetting and overfitting in large models through new pre-trained knowledge tuning (PKT) and two losses: entropy-based divergence loss and semantic knowledge distillation loss. Experimental results show that the proposed PriViLege significantly outperforms the existing state-of-the-art methods with a large margin, e.g., +9.38% in CUB200, +20.58% in CIFAR-100, and +13.36% in miniImageNet. Our implementation code is available at https://github.com/KHU-AGI/PriViLege.


翻译:少样本类别增量学习(FSCIL)是一项要求模型仅凭每类少量样本,在不遗忘旧知识的情况下逐步学习新类别的任务。FSCIL面临两大挑战:灾难性遗忘与过拟合,这些挑战促使先前研究主要依赖浅层模型(如ResNet-18)。尽管浅层模型的有限容量可缓解遗忘与过拟合问题,但在少样本增量阶段会导致知识迁移不足。本文提出,在大型数据集上预训练的视觉与语言Transformer等大模型,可成为优秀的少样本增量学习者。为此,我们设计了一种新型FSCIL框架PriViLege(基于预训练视觉与语言Transformer的提示函数与知识蒸馏框架)。该框架通过创新的预训练知识调优(PKT)以及两类损失函数——基于熵的散度损失与语义知识蒸馏损失——有效解决了大模型中的灾难性遗忘与过拟合挑战。实验结果表明,PriViLege在CUB200、CIFAR-100和miniImageNet上分别以+9.38%、+20.58%和+13.36%的显著优势大幅超越现有最先进方法。我们的实现代码已开源至 https://github.com/KHU-AGI/PriViLege。

0
下载
关闭预览

相关内容

小样本学习(Few-Shot Learning,以下简称 FSL )用于解决当可用的数据量比较少时,如何提升神经网络的性能。在 FSL 中,经常用到的一类方法被称为 Meta-learning。和普通的神经网络的训练方法一样,Meta-learning 也包含训练过程和测试过程,但是它的训练过程被称作 Meta-training 和 Meta-testing。
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
【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
2+阅读 · 2017年12月31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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
3+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
Arxiv
0+阅读 · 2024年5月23日
VIP会员
最新内容
《多域战场上反制小型无人机系统》150页
专知会员服务
7+阅读 · 今天7:47
战场人工智能:增强陆地作战能力的发现与要求
专知会员服务
2+阅读 · 今天7:37
以人工智能为中心的指挥控制
专知会员服务
1+阅读 · 今天7:14
《基于深度强化学习的反无人机技术研究》178页
专知会员服务
10+阅读 · 6月10日
“史诗怒火”行动与“AI中心战”模式的浮现
专知会员服务
10+阅读 · 6月10日
【CVPR2026教程】扩散模型的解析理解
专知会员服务
4+阅读 · 6月10日
马赛克战:俄乌战场透析
专知会员服务
16+阅读 · 6月10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
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
3+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员