3 个月前

基于最优相关性映射的持续学习中灾难性遗忘与记忆机制理解

基于最优相关性映射的持续学习中灾难性遗忘与记忆机制理解

摘要

神经网络中的灾难性遗忘是持续学习领域面临的一个重大挑战。当前大多数方法在训练过程中通过重放历史数据来缓解该问题,但这违背了理想持续学习系统的约束条件。此外,现有方法在应对遗忘问题时,往往忽视了“灾难性记忆”这一现象,即模型在区分不同任务数据方面的能力反而恶化。在本研究中,我们提出了相关性映射网络(Relevance Mapping Networks, RMNs),其灵感来源于最优重叠假设(Optimal Overlap Hypothesis)。RMNs通过为关键参数分配较大的权重,动态反映各权重对当前任务的相关性。我们证明,RMNs能够学习到一种优化的表征重叠结构,从而有效解决灾难性遗忘与灾难性记忆这两大难题。所提出的方法在所有主流持续学习数据集上均达到当前最优性能,甚至显著超越依赖数据重放的方法,同时严格满足理想持续学习系统的约束条件。此外,RMNs具备在无监督条件下识别新任务数据的能力,进一步验证了其对灾难性记忆的强鲁棒性。

基准测试

基准方法指标
continual-learning-on-cifar100-10-tasksRMN (Resnet)
Average Accuracy: 84.9
continual-learning-on-cifar100-20-tasksRMN
Average Accuracy: 81
continual-learning-on-imagenet-50-5-tasksRMN
Accuracy: 68.1
continual-learning-on-permuted-mnistRMN
Average Accuracy: 97.988
MLP Hidden Layers-width: 2-100
Pretrained/Transfer Learning: No

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