3 个月前

基于深度核函数的少样本设置下的贝叶斯元学习

基于深度核函数的少样本设置下的贝叶斯元学习

摘要

近年来,多种机器学习方法被提出,以应对少样本学习(few-shot learning)这一极具挑战性的场景——即在与特定任务相关的少量标注数据上进行学习。常见的方法多采用元学习(meta-learning)范式:在已有任务的基础上,学习如何快速适应新任务。鉴于元学习本质上是在多层模型中实现学习过程,本文提出一种基于深度核函数(deep kernels)的贝叶斯方法,用于对元学习内部循环进行建模。由此,我们能够学习到一种可迁移至新任务的核函数,该方法被称为深度核迁移(Deep Kernel Transfer, DKT)。DKT 具有诸多优势:实现简单,仅需单一优化器;能够提供不确定性量化;且无需估计任务特定的参数。实验结果表明,DKT 在少样本分类任务中显著优于多种前沿算法,并在跨域适应与回归任务中达到当前最优性能。研究结论表明,复杂的元学习流程可被这一更简洁的贝叶斯模型所替代,且在性能上不损失任何准确性。

代码仓库

keanson/revisit-logistic-softmax
pytorch
GitHub 中提及
BayesWatch/deep-kernel-transfer
官方
pytorch
GitHub 中提及
hhl60492/deep-kernel-transfer
pytorch
GitHub 中提及

基准测试

基准方法指标
few-shot-image-classification-on-cub-200-5DKT + BNCosSim
Accuracy: 85.64
few-shot-image-classification-on-cub-200-5-1DKT + BNCosSim
Accuracy: 72.27
few-shot-image-classification-on-mini-2DKT + BNCosSim
Accuracy: 62.96
few-shot-image-classification-on-mini-3DKT + BNCosSim
Accuracy: 64.0
few-shot-image-classification-on-mini-5DKT + CosSim
Accuracy: 40.22
few-shot-image-classification-on-mini-6DKT + BNCosSim
Accuracy: 56.40
few-shot-image-classification-on-omniglotDKT + BNCosSim
Accuracy: 75.40
few-shot-image-classification-on-omniglot-2DKT + BNCosSim
Accuracy: 90.3

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