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Balanced Meta-Softmax für die Long-Tailed Visual Recognition

Jiawei Ren Cunjun Yu Shunan Sheng Xiao Ma Haiyu Zhao Shuai Yi Hongsheng Li

Zusammenfassung

Tiefere Klassifizierer haben erheblichen Erfolg in der visuellen Erkennung erzielt. Allerdings ist echte Daten in der Praxis naturgemäß langschwänzig, was zu einer Diskrepanz zwischen Trainings- und Testverteilung führt. In dieser Arbeit zeigen wir, dass die Softmax-Funktion, obwohl sie in den meisten Klassifizierungsaufgaben verwendet wird, unter einer langschwänzigen Verteilung eine verzerrte Gradientenschätzung liefert. Wir stellen Balanced Softmax vor, eine elegante, unverzerrte Erweiterung der Softmax-Funktion, die der Veränderung der Klassenverteilung zwischen Training und Test Rechnung trägt. Theoretisch leiten wir eine Generalisierungsgrenze für die Multiklassen-Softmax-Regression ab und zeigen, dass unsere Verlustfunktion diese Grenze minimiert. Zudem führen wir Balanced Meta-Softmax ein, das einen komplementären Meta-Sampler nutzt, um die optimale Klassenstichprobensatzrate zu schätzen und die Leistung bei der langschwänzigen Lernprozesse weiter zu verbessern. In unseren Experimenten zeigen wir, dass Balanced Meta-Softmax state-of-the-art-Methoden zur langschwänzigen Klassifizierung sowohl bei visueller Erkennung als auch bei Instanzsegmentierung übertrifft.


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