Most classification models treat all misclassifications equally. However, different classes may be related, and these hierarchical relationships must be considered in some classification problems. These problems can be addressed by using hierarchical information during training. Unfortunately, this information is not available for all datasets. Many classification-based metric learning methods use class representatives in embedding space to represent different classes. The relationships among the learned class representatives can then be used to estimate class hierarchical structures. If we have a predefined class hierarchy, the learned class representatives can be assessed to determine whether the metric learning model learned semantic distances that match our prior knowledge. In this work, we train a softmax classifier and three metric learning models with several training options on benchmark and real-world datasets. In addition to the standard classification accuracy, we evaluate the hierarchical inference performance by inspecting learned class representatives and the hierarchy-informed performance, i.e., the classification performance, and the metric learning performance by considering predefined hierarchical structures. Furthermore, we investigate how the considered measures are affected by various models and training options. When our proposed ProxyDR model is trained without using predefined hierarchical structures, the hierarchical inference performance is significantly better than that of the popular NormFace model. Additionally, our model enhances some hierarchy-informed performance measures under the same training options. We also found that convolutional neural networks (CNNs) with random weights correspond to the predefined hierarchies better than random chance.


翻译:大多数分类模型将所有的错误分类同等对待。然而,不同类别之间可能存在关联,在某些分类问题中必须考虑这些层次关系。通过在训练过程中利用层次信息可以解决这些问题。遗憾的是,并非所有数据集都提供此类信息。许多基于分类的度量学习方法使用嵌入空间中的类代表来表征不同类别。这些学到的类代表之间的关系可用于估计类层次结构。如果预定义了类层次结构,可以通过评估学到的类代表来确定度量学习模型是否学习到了与先验知识相匹配的语义距离。本研究在基准数据集和真实数据集上,使用多种训练选项训练了一个softmax分类器和三个度量学习模型。除了标准的分类准确率外,我们还通过检查学到的类代表评估层次推理性能,并考虑预定义层次结构下的分类性能与度量学习性能,即层次感知性能。此外,我们研究了各种模型和训练选项对这些度量指标的影响。当提出的ProxyDR模型在不使用预定义层次结构的情况下进行训练时,其层次推理性能显著优于流行的NormFace模型。同时,在相同的训练选项下,我们的模型提升了一些层次感知性能指标。我们还发现,具有随机权重的卷积神经网络(CNN)与预定义层次结构的对应关系优于随机水平。

0
下载
关闭预览

相关内容

神经常微分方程教程,50页ppt,A brief tutorial on Neural ODEs
专知会员服务
74+阅读 · 2020年8月2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
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10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
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15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
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
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24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
1+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
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+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
Neural Architecture Search without Training
Arxiv
10+阅读 · 2021年6月11日
Arxiv
12+阅读 · 2019年3月14日
Arxiv
13+阅读 · 2019年2月28日
Arxiv
17+阅读 · 2018年4月2日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | SARDI:扩散语言模型的自增强检索
专知会员服务
4+阅读 · 6月6日
《国防领域安全采用大语言模型的战略蓝图》
专知会员服务
7+阅读 · 6月6日
ICML 2026 | 演化选择的因果建模
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
综述|学习式3D表征最新进展与趋势
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
人工智能重塑威慑:算法优势的兴起
专知会员服务
8+阅读 · 6月5日
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
17+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
14+阅读 · 6月4日
相关资讯
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
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15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
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
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24日
相关基金
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
1+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
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+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