We address the challenge of getting efficient yet accurate recognition systems with limited labels. While recognition models improve with model size and amount of data, many specialized applications of computer vision have severe resource constraints both during training and inference. Transfer learning is an effective solution for training with few labels, however often at the expense of a computationally costly fine-tuning of large base models. We propose to mitigate this unpleasant trade-off between compute and accuracy via semi-supervised cross-domain distillation from a set of diverse source models. Initially, we show how to use task similarity metrics to select a single suitable source model to distill from, and that a good selection process is imperative for good downstream performance of a target model. We dub this approach DistillNearest. Though effective, DistillNearest assumes a single source model matches the target task, which is not always the case. To alleviate this, we propose a weighted multi-source distillation method to distill multiple source models trained on different domains weighted by their relevance for the target task into a single efficient model (named DistillWeighted). Our methods need no access to source data, and merely need features and pseudo-labels of the source models. When the goal is accurate recognition under computational constraints, both DistillNearest and DistillWeighted approaches outperform both transfer learning from strong ImageNet initializations as well as state-of-the-art semi-supervised techniques such as FixMatch. Averaged over 8 diverse target tasks our multi-source method outperforms the baselines by 5.6%-points and 4.5%-points, respectively.


翻译:我们解决了在标签有限的情况下构建高效且准确的识别系统这一挑战。尽管识别模型会随模型规模和数据量提升而改进,但许多计算机视觉专业应用在训练和推理阶段都面临严重的资源限制。迁移学习是解决少量标签训练的有效方案,但通常以对大型基础模型进行计算昂贵的微调为代价。我们提出通过半监督跨领域蒸馏方法,利用一组多样化的源模型来缓解这种计算与精度之间的折衷困境。首先,我们展示了如何利用任务相似度指标选择单一适合的源模型进行蒸馏,并论证良好的选择过程对目标模型下游性能至关重要,该方法被命名为DistillNearest。尽管有效,但DistillNearest假设存在匹配目标任务的单一源模型,这并非始终成立。为此,我们提出一种加权多源蒸馏方法,将多个在不同领域训练的源模型(根据其与目标任务的相关性加权)蒸馏为单一高效模型,称为DistillWeighted。我们的方法无需访问源数据,仅需源模型的特征和伪标签。在计算约束条件下追求高精度识别时,DistillNearest和DistillWeighted两种方法均优于基于强ImageNet初始化的迁移学习以及FixMatch等最先进的半监督技术。在8个不同目标任务上的平均结果显示,我们的多源方法分别比基线高出5.6个百分点和4.5个百分点。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
【2022新书】高效深度学习,Efficient Deep Learning Book
专知会员服务
128+阅读 · 2022年4月21日
专知会员服务
46+阅读 · 2020年10月31日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10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
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
14+阅读 · 2021年7月20日
A Survey on Deep Transfer Learning
Arxiv
11+阅读 · 2018年8月6日
VIP会员
最新内容
超越网格:作战环境对炮兵的影响
专知会员服务
1+阅读 · 今天15:35
KDD 2026 | MixRAGRec:面向LLM推荐的混合专家KG-RAG框架
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
4+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
4+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
14+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
8+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
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
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4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
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员