Novel class discovery (NCD) aims to infer novel categories in an unlabeled dataset leveraging prior knowledge of a labeled set comprising disjoint but related classes. Existing research focuses primarily on utilizing the labeled set at the methodological level, with less emphasis on the analysis of the labeled set itself. Thus, in this paper, we rethink novel class discovery from the labeled set and focus on two core questions: (i) Given a specific unlabeled set, what kind of labeled set can best support novel class discovery? (ii) A fundamental premise of NCD is that the labeled set must be related to the unlabeled set, but how can we measure this relation? For (i), we propose and substantiate the hypothesis that NCD could benefit more from a labeled set with a large degree of semantic similarity to the unlabeled set. Specifically, we establish an extensive and large-scale benchmark with varying degrees of semantic similarity between labeled/unlabeled datasets on ImageNet by leveraging its hierarchical class structure. As a sharp contrast, the existing NCD benchmarks are developed based on labeled sets with different number of categories and images, and completely ignore the semantic relation. For (ii), we introduce a mathematical definition for quantifying the semantic similarity between labeled and unlabeled sets. In addition, we use this metric to confirm the validity of our proposed benchmark and demonstrate that it highly correlates with NCD performance. Furthermore, without quantitative analysis, previous works commonly believe that label information is always beneficial. However, counterintuitively, our experimental results show that using labels may lead to sub-optimal outcomes in low-similarity settings.


翻译:新类别发现(NCD)旨在利用包含不重叠但相关类别的标注集所蕴含的先验知识,推断无标注数据集中的新类别。现有研究主要关注在方法论层面利用标注集,而对标注集本身的分析重视不足。因此,本文从标注集视角重新审视新类别发现,并聚焦两个核心问题:(i) 针对特定无标注集,何种标注集最能支持新类别发现?(ii) NCD的基本前提是标注集必须与无标注集相关,但如何量化这种相关性?针对问题(i),我们提出并验证了假设:NCD能从与无标注集具有高度语义相似性的标注集中获益更多。具体而言,我们利用ImageNet的层次化类别结构,构建了标注集/无标注集间语义相似度可系统变化的大规模基准数据集。与现有NCD基准数据集仅关注标注集的类别数与图像数量、完全忽略语义关联形成鲜明对比。针对问题(ii),我们引入量化标注集与无标注集语义相似度的数学定义。此外,我们利用该度量验证了所提出基准的有效性,并证明其与NCD性能高度相关。进一步地,以往研究未经过定量分析便普遍认为标签信息总是有益的。然而,反直觉的是,我们的实验结果表明在低相似度场景下使用标签可能导致次优结果。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26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
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
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13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
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12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 · 2013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
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
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Learning from Few Samples: A Survey
Arxiv
77+阅读 · 2020年7月30日
A Survey of Deep Learning for Scientific Discovery
Arxiv
29+阅读 · 2020年3月26日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
4+阅读 · 6月17日
相关资讯
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13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
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
相关基金
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 · 2013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
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
1+阅读 · 2011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