We propose a novel class incremental learning approach by incorporating a feature augmentation technique motivated by adversarial attacks. We employ a classifier learned in the past to complement training examples rather than simply play a role as a teacher for knowledge distillation towards subsequent models. The proposed approach has a unique perspective to utilize the previous knowledge in class incremental learning since it augments features of arbitrary target classes using examples in other classes via adversarial attacks on a previously learned classifier. By allowing the cross-class feature augmentations, each class in the old tasks conveniently populates samples in the feature space, which alleviates the collapse of the decision boundaries caused by sample deficiency for the previous tasks, especially when the number of stored exemplars is small. This idea can be easily incorporated into existing class incremental learning algorithms without any architecture modification. Extensive experiments on the standard benchmarks show that our method consistently outperforms existing class incremental learning methods by significant margins in various scenarios, especially under an environment with an extremely limited memory budget.


翻译:我们提出了一种新颖的类别增量学习方法,该方法融入了受对抗攻击启发的特征增强技术。我们利用过去学习到的分类器来补充训练样本,而非仅仅作为知识蒸馏的教师模型传递给后续模型。所提出的方法在类别增量学习中具有独特视角,即通过对先前学习到的分类器实施对抗攻击,利用其他类别的样本来增强任意目标类别的特征。通过允许跨类别特征增强,旧任务中的每个类别能在特征空间中便捷地生成样本,从而缓解因先前任务样本不足导致的决策边界坍塌问题,特别是在存储样本数量有限的情况下。这一思路可轻松融入现有的类别增量学习算法,无需修改任何架构。在标准基准测试上的大量实验表明,我们的方法在各种场景下均显著优于现有类别增量学习方法,尤其在内存预算极端受限的环境中表现突出。

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