Average-K classification is an alternative to top-K classification in which the number of labels returned varies with the ambiguity of the input image but must average to K over all the samples. A simple method to solve this task is to threshold the softmax output of a model trained with the cross-entropy loss. This approach is theoretically proven to be asymptotically consistent, but it is not guaranteed to be optimal for a finite set of samples. In this paper, we propose a new loss function based on a multi-label classification head in addition to the classical softmax. This second head is trained using pseudo-labels generated by thresholding the softmax head while guaranteeing that K classes are returned on average. We show that this approach allows the model to better capture ambiguities between classes and, as a result, to return more consistent sets of possible classes. Experiments on two datasets from the literature demonstrate that our approach outperforms the softmax baseline, as well as several other loss functions more generally designed for weakly supervised multi-label classification. The gains are larger the higher the uncertainty, especially for classes with few samples.


翻译:平均K分类是一种替代top-K分类的方法,其中返回的标签数量随输入图像的歧义程度变化,但必须对所有样本的平均值为K。解决该问题的一个简单方法是对使用交叉熵损失训练的模型的softmax输出设置阈值。该理论方法在渐近一致性上已被证明有效,但无法保证在有限样本集上达到最优。本文提出了一种基于多标签分类头(除经典softmax之外)的新型损失函数。该第二分类头通过阈值化softmax头生成的伪标签进行训练,同时保证平均返回K个类别。研究表明,该方法使模型能够更好地捕捉类别间的歧义性,从而返回更一致的候选类别集。在文献中两个数据集上的实验表明,我们的方法优于softmax基线以及几种通常用于弱监督多标签分类的损失函数。在不确定性更高时——尤其是针对样本量较少的类别——性能提升更为显著。

0
下载
关闭预览

相关内容

机器学习损失函数概述,Loss Functions in Machine Learning
专知会员服务
84+阅读 · 2022年3月19日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
零样本文本分类,Zero-Shot Learning for Text Classification
专知会员服务
97+阅读 · 2020年5月31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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
笔记 | Deep active learning for named entity recognition
黑龙江大学自然语言处理实验室
24+阅读 · 2018年5月27日
何恺明大神的「Focal Loss」,如何更好地理解?
PaperWeekly
10+阅读 · 2017年12月28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 · 2014年12月31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
2+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
2+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 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月18日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月18日
Arxiv
21+阅读 · 2020年10月11日
VIP会员
最新内容
【剑桥博士论文】智能体-环境协同优化
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:33
为初级军官战术训练设计生成式人工智能平台
专知会员服务
5+阅读 · 今天6:43
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:38
《美空军条令出版物 4-0,维持》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:32
《基于仿真的空军任务规划优化》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:21
相关资讯
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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
笔记 | Deep active learning for named entity recognition
黑龙江大学自然语言处理实验室
24+阅读 · 2018年5月27日
何恺明大神的「Focal Loss」,如何更好地理解?
PaperWeekly
10+阅读 · 2017年12月28日
相关基金
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 · 2014年12月31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
2+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
2+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 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员