Self-supervised learning (SSL) has shown remarkable performance in computer vision tasks when trained offline. However, in a Continual Learning (CL) scenario where new data is introduced progressively, models still suffer from catastrophic forgetting. Retraining a model from scratch to adapt to newly generated data is time-consuming and inefficient. Previous approaches suggested re-purposing self-supervised objectives with knowledge distillation to mitigate forgetting across tasks, assuming that labels from all tasks are available during fine-tuning. In this paper, we generalize self-supervised continual learning in a practical setting where available labels can be leveraged in any step of the SSL process. With an increasing number of continual tasks, this offers more flexibility in the pre-training and fine-tuning phases. With Kaizen, we introduce a training architecture that is able to mitigate catastrophic forgetting for both the feature extractor and classifier with a carefully designed loss function. By using a set of comprehensive evaluation metrics reflecting different aspects of continual learning, we demonstrated that Kaizen significantly outperforms previous SSL models in competitive vision benchmarks, with up to 16.5% accuracy improvement on split CIFAR-100. Kaizen is able to balance the trade-off between knowledge retention and learning from new data with an end-to-end model, paving the way for practical deployment of continual learning systems.


翻译:自监督学习(SSL)在离线训练下,于计算机视觉任务中展现出卓越性能。然而,在持续学习(CL)场景中,当新数据逐步引入时,模型仍面临灾难性遗忘问题。为适应新生成数据而从头重新训练模型不仅耗时且效率低下。以往方法建议通过知识蒸馏重设自监督目标来缓解任务间的遗忘,但前提是微调阶段所有任务的标签均可获取。本文在实用场景中推广了自监督持续学习,使可用标签可在自监督学习流程的任意阶段被利用。随着持续任务数量的增加,这为预训练和微调阶段提供了更高的灵活性。我们提出Kaizen训练架构,通过精心设计的损失函数,能同时缓解特征提取器和分类器的灾难性遗忘。采用一组反映持续学习不同维度的综合评估指标,我们证明Kaizen在竞争性视觉基准测试中显著优于以往自监督学习模型,在分割的CIFAR-100数据集上准确率提升高达16.5%。Kaizen通过端到端模型平衡了知识保留与新数据学习的权衡,为持续学习系统的实际部署铺平了道路。

0
下载
关闭预览

相关内容

预训练语言模型fine-tuning近期进展概述
专知会员服务
40+阅读 · 2021年4月9日
【google】监督对比学习,Supervised Contrastive Learning
专知会员服务
33+阅读 · 2020年4月23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
【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
浅聊对比学习(Contrastive Learning)
极市平台
3+阅读 · 2022年7月26日
浅聊对比学习(Contrastive Learning)第一弹
PaperWeekly
1+阅读 · 2022年6月10日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24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
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
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 · 2014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
3+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
Arxiv
15+阅读 · 2023年4月24日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
专知会员服务
2+阅读 · 今天7:28
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
7+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
俄乌战场地面机器人如何改写战争规则
专知会员服务
9+阅读 · 6月14日
相关资讯
浅聊对比学习(Contrastive Learning)
极市平台
3+阅读 · 2022年7月26日
浅聊对比学习(Contrastive Learning)第一弹
PaperWeekly
1+阅读 · 2022年6月10日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24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
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
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 · 2014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
3+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