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Cold PAWS : Découverte non supervisée de classes et résolution du problème du démarrage froid pour l'apprentissage semi-supervisé

Evelyn J. Mannix Howard D. Bondell

Résumé

Dans de nombreuses applications d’apprentissage automatique, l’étiquetage des jeux de données constitue une tâche fastidieuse et chronophage. Bien que des recherches aient démontré que les techniques d’apprentissage semi-supervisé permettent d’atteindre une haute précision avec très peu d’étiquettes dans le domaine de la vision par ordinateur, peu d’attention a été portée à la manière dont les images d’un jeu de données devraient être sélectionnées pour l’étiquetage. Dans cet article, nous proposons une nouvelle approche fondée sur des techniques éprouvées d’apprentissage auto-supervisé, de regroupement (clustering) et d’apprentissage sur variétés (manifold learning), visant à résoudre le défi de sélectionner, dès le départ, un sous-ensemble d’images informatif à étiqueter — un problème connu sous le nom de « sélection d’étiquetage non supervisée » ou « problème du démarrage froid » (cold-start). Nous évaluons notre méthode sur plusieurs jeux de données publics, à savoir CIFAR10, Imagenette, DeepWeeds et EuroSAT, et observons une amélioration des performances, tant avec des stratégies d’apprentissage supervisé qu’avec des approches semi-supervisées, lorsque notre stratégie de sélection d’étiquettes est utilisée, par rapport à un échantillonnage aléatoire. De plus, nous obtenons des performances supérieures sur les jeux de données étudiés, avec une approche bien plus simple que celles proposées dans la littérature.


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