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长尾识别中的虚拟样本蒸馏

Yin-Yin He Jianxin Wu Xiu-Shen Wei

摘要

我们从知识蒸馏的角度出发,提出了一种名为“蒸馏虚拟样本”(Distill the Virtual Examples, DiVE)的方法,以应对长尾视觉识别问题。具体而言,通过将教师模型的预测结果视为虚拟样本,我们证明了在特定约束条件下,从这些虚拟样本中进行知识蒸馏等价于标签分布学习。实验表明,当虚拟样本的分布比原始输入分布更加平缓时,低频尾部类别将获得显著提升,这在长尾识别任务中至关重要。所提出的DiVE方法能够显式地调节虚拟样本分布,使其趋于平缓。在三个基准数据集(包括大规模的iNaturalist数据集)上的大量实验结果表明,该方法显著优于当前最先进的技术。此外,进一步的分析与实验验证了虚拟样本解释的有效性,并证明了DiVE中针对长尾问题所设计的特定机制具有显著的实用性与有效性。


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