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DER:面向类别增量学习的动态可扩展表示

Shipeng Yan Jiangwei Xie Xuming He

摘要

我们针对类别增量学习(class incremental learning)这一问题展开研究,该问题被视为实现自适应视觉智能的核心步骤。具体而言,本文考虑在有限记忆资源约束下的增量学习任务,旨在实现更优的稳定性-可塑性权衡。为此,我们提出一种新颖的两阶段学习方法,通过采用动态可扩展的表征结构,实现更高效的增量概念建模。具体而言,在每个增量学习阶段,我们冻结先前已学习的表征,并通过引入一个可学习的新特征提取器,为其扩展额外的特征维度。这一机制使得模型能够在保留已有知识的同时,有效融合新的视觉概念。我们进一步提出一种基于通道级掩码的剪枝策略,根据新概念的复杂程度动态调整表征的扩展规模。此外,我们设计了一种辅助损失函数,以促使模型为新类别学习更具多样性和判别性的特征表示。我们在三个主流的类别增量学习基准数据集上进行了大量实验,结果表明,所提方法在各项指标上均显著优于现有方法,且性能提升幅度明显。


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