Continual Learning (CL) aims to incrementally update a trained model on new tasks without forgetting the acquired knowledge of old ones. Existing CL methods usually reduce forgetting with task priors, \ie using task identity or a subset of previously seen samples for model training. However, these methods would be infeasible when such priors are unknown in real-world applications. To address this fundamental but seldom-studied problem, we propose a Prior-Free Continual Learning (PFCL) method, which learns new tasks without knowing the task identity or any previous data. First, based on a fixed single-head architecture, we eliminate the need for task identity to select the task-specific output head. Second, we employ a regularization-based strategy for consistent predictions between the new and old models, avoiding revisiting previous samples. However, using this strategy alone often performs poorly in class-incremental scenarios, particularly for a long sequence of tasks. By analyzing the effectiveness and limitations of conventional regularization-based methods, we propose enhancing model consistency with an auxiliary unlabeled dataset additionally. Moreover, since some auxiliary data may degrade the performance, we further develop a reliable sample selection strategy to obtain consistent performance improvement. Extensive experiments on multiple image classification benchmark datasets show that our PFCL method significantly mitigates forgetting in all three learning scenarios. Furthermore, when compared to the most recent rehearsal-based methods that replay a limited number of previous samples, PFCL achieves competitive accuracy. Our code is available at: https://github.com/visiontao/pfcl


翻译:持续学习(CL)旨在逐步更新已训练模型,使其能够学习新任务,同时避免遗忘旧任务的已有知识。现有持续学习方法通常利用任务先验(即使用任务标识或之前见过的样本子集进行模型训练)来减少遗忘。然而,当这些先验在现实应用中未知时,此类方法将不可行。为解决这一基础但鲜有研究的问题,我们提出了一种无先验持续学习(PFCL)方法,该方法无需知道任务标识或任何先前数据即可学习新任务。首先,基于固定的单头架构,我们消除了为选择任务特定输出头而需要任务标识的需求。其次,我们采用基于正则化的策略来保持新旧模型之间预测的一致性,从而避免重新访问先前样本。然而,单独使用该策略在类增量场景中表现较差,尤其是在处理长任务序列时。通过分析传统基于正则化方法的有效性和局限性,我们提出额外利用辅助无标签数据集来增强模型一致性。此外,由于部分辅助数据可能降低性能,我们进一步开发了一种可靠的样本选择策略,以获得一致的性能提升。在多个图像分类基准数据集上的大量实验表明,我们的PFCL方法在所有三种学习场景下显著缓解了遗忘问题。此外,与最新基于复述的方法(即重放有限数量的先前样本)相比,PFCL实现了具有竞争力的准确率。我们的代码可在以下链接获取:https://github.com/visiontao/pfcl

0
下载
关闭预览

相关内容

让 iOS 8 和 OS X Yosemite 无缝切换的一个新特性。 > Apple products have always been designed to work together beautifully. But now they may really surprise you. With iOS 8 and OS X Yosemite, you’ll be able to do more wonderful things than ever before.

Source: Apple - iOS 8
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
10+阅读 · 2022年3月18日
VIP会员
最新内容
《人工智能在网络防御中的机遇》
专知会员服务
2+阅读 · 57分钟前
认知战:定义与能力发展
专知会员服务
4+阅读 · 今天9:25
乌军利用美国“黄蜂”无人机摧毁俄军后勤
专知会员服务
7+阅读 · 6月7日
《支持作战级人机协同智能的交互式OODA流程》
专知会员服务
15+阅读 · 6月7日
ICML 2026 | SARDI:扩散语言模型的自增强检索
专知会员服务
8+阅读 · 6月6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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员