【博士每天一篇文献-综述】A Comprehensive Survey of Continual Learning Theory, Method and Application

简介: 本文综述了持续学习的理论基础、方法论和应用实践,探讨了五种主要的解决策略,包括基于回放、架构、表示、优化和正则化的方法,并深入分析了持续学习的不同场景、分类、评价指标以及面临的挑战和解决方案。

阅读时间:2023-10-19

1 简介

从不同的角度去解决连续学习的五种方法

  • 基于回放的方法:近似和恢复旧的数据分布
  • 基于架构的方法:使用设计良好的架构构建任务自适应参数
    • 构建任务特定的参数
  • 基于表示的方法:学习强健且具有良好泛化能力的表示
    • 是一种在持续学习中创造和利用表示优势的方法。它包括使用自监督学习和大规模预训练等策略来改进初始化和持续学习中的表示。该方法通过构建和利用表示来解决持续学习中的挑战,例如遗忘和表示偏移。通过使用自监督学习和预训练,可以获得更稳健的表示,并在新任务中保持泛化能力。对于持续预训练和元训练,它们还涉及到在上游持续学习阶段改进下游任务性能的问题。在表示为基础的方法中,有多种子方向可以选择,如自监督学习、生成式回放和特征回放等。这些方法通过创建和利用表示来提高持续学习的性能和效果。
  • 基于优化的方法:明确操纵优化程序
  • 基于正则化的方法:使用参考旧模型添加正则化项

截屏2023-10-14 下午5.55.09.png
由于数据标记的成本和稀缺性,持续学习需要对少量、半监督甚至无监督的场景有效。

2 理论基础和分析

(1)按情景对CL分类

  • 实例增量学习(IIL):所有训练样本属于同一任务,并按批次到达。
  • 领域增量学习(DIL):任务具有相同的数据标签空间,但具有不同的输入分布。不需要任务标识。
  • 任务增量学习(TIL):任务具有不相交的数据标签空间。训练和测试中都提供任务标识。
  • 类增量学习(CIL):任务具有不相交的数据标签空间。训练中只提供任务标识。
  • 无任务持续学习(TFCL):任务具有不相交的数据标签空间。训练和测试都不提供任务标识。
  • 在线持续学习(OCL):任务具有不相交的数据标签空间。每个任务的训练样本作为一次性数据流到达。
  • 模糊边界的持续学习(BBCL):任务边界模糊,特点是数据标签空间明确但有重叠。
  • 持续预训练(CPT):预训练数据按顺序到达。目标是提高学习下游任务的性能。

(2)按样本数量分类

  • 零样本[135],[399]
  • 少样本[416]
  • 半监督[441]
  • 开放世界(即识别未知类别,并融入它们的标签)[197],[445]
  • 无监督/自监督[170],[365]

(3)评价指标

  • 综合指标
    • 平均准确率AA
    • 平均增量准确率AIA
  • 记忆稳定性
    • 遗忘测量(FM)
    • 向后迁移(BWT)
  • 学习可塑性
    • 暂态测量(IM)
    • 前向迁移(FWT)

(4)方法分类
第一种方法:重放旧样本
第二种方法:训练生成模型来近似和恢复旧数据分布
第二种方法:在贝叶斯框架中进行参数更新,并传播旧数据分布。基于网络参数的先验p(θ),使用贝叶斯定理计算在观察到第k个任务后的后验概率

3 启发

1、 重放replay的方法是存储旧样本的分布,可不可以通过PCA去降维过去样本的,保留样本的分布,而不是原始样本?
2、在一个模型中,使用重放和其他方法,一起来做,看看效果?
3、必须复现一下

4 代码

https://github.com/yashkant/Elastic-Weight-Consolidation

目录
相关文章
|
8月前
|
编解码 人工智能 语音技术
📢 我们发布了新一代端到端语音交互模型 Fun-Audio-Chat!
通义百聆开源Fun-Audio-Chat(8B),支持端到端语音交互,具备情感感知与任务执行能力。在多榜单同尺寸模型中排名第一,支持高精度语音理解、情感识别与Function Call,高效低延迟,已全面开放代码与权重,欢迎体验!
2768 10
|
计算机视觉
增量学习中Task incremental、Domain incremental、Class incremental 三种学习模式的概念及代表性数据集?
本文介绍了增量学习中的三种主要模式:任务增量学习(Task-incremental)、域增量学习(Domain-incremental)和类别增量学习(Class-incremental),它们分别关注任务序列、数据分布变化和类别更新对学习器性能的影响,并列举了每种模式下的代表性数据集。
3790 4
增量学习中Task incremental、Domain incremental、Class incremental 三种学习模式的概念及代表性数据集?
|
人工智能 安全 搜索推荐
A2A与MCP:理解它们的区别以及何时使用
随着AI深入商业工作流,多AI代理协作成为关键挑战。Google Cloud推出的**Agent2Agent (A2A)**协议,是一种开放标准,让不同平台的AI代理能高效协作。本文详解A2A如何改变AI互动方式,探讨其与API开发的关系,并对比A2A与模型上下文协议(MCP)的差异。A2A专注跨代理协作,而MCP增强单个模型的上下文理解。两者互补,适用于不同场景。文章还介绍Apipost工具如何助力A2A和MCP的API管理与集成。
1659 75
|
10月前
|
人工智能 监控 供应链
51_安全性测试:提示注入与红队
在2025年,大型语言模型(LLM)已成为企业数字化转型的核心驱动力,但随之而来的安全挑战也日益严峻。数据显示,全球每月监测到超过50万次针对大语言模型的越狱攻击,这些攻击利用LLM的"黑箱"特性和自主生成能力,突破了传统安全边界。特斯拉自动驾驶系统因对抗性贴纸导致12%测试场景意外加速、加拿大航空聊天机器人误导票价信息被勒令退款、韩国初创公司因AI数据泄露被罚9.3万美元、谷歌Bard曾因错误信息导致市值缩水1000亿美元等真实案例,都凸显了LLM安全的重要性
2192 0
|
机器学习/深度学习 资源调度 自然语言处理
长短时记忆网络(LSTM)完整实战:从理论到PyTorch实战演示
长短时记忆网络(LSTM)完整实战:从理论到PyTorch实战演示
21108 0
|
机器学习/深度学习 算法 计算机视觉
【博士每天一篇文献-算法】持续学习经典算法之LwF: Learning without forgetting
LwF(Learning without Forgetting)是一种机器学习方法,通过知识蒸馏损失来在训练新任务时保留旧任务的知识,无需旧任务数据,有效解决了神经网络学习新任务时可能发生的灾难性遗忘问题。
1877 9
|
机器学习/深度学习 存储 算法
【博士每天一篇论文-算法】Continual Learning Through Synaptic Intelligence,SI算法
本文介绍了一种名为"Synaptic Intelligence"(SI)的持续学习方法,通过模拟生物神经网络的智能突触机制,解决了人工神经网络在学习新任务时的灾难性遗忘问题,并保持了计算效率。
1218 1
【博士每天一篇论文-算法】Continual Learning Through Synaptic Intelligence,SI算法
|
机器学习/深度学习 人工智能 资源调度
【博士每天一篇文献-算法】连续学习算法之HAT: Overcoming catastrophic forgetting with hard attention to the task
本文介绍了一种名为Hard Attention to the Task (HAT)的连续学习算法,通过学习几乎二值的注意力向量来克服灾难性遗忘问题,同时不影响当前任务的学习,并通过实验验证了其在减少遗忘方面的有效性。
651 12
|
机器学习/深度学习 并行计算 PyTorch
从零开始下载torch+cu(无痛版)
这篇文章提供了一个详细的无痛版教程,指导如何从零开始下载并配置支持CUDA的PyTorch GPU版本,包括查看Cuda版本、在官网检索下载包名、下载指定的torch、torchvision、torchaudio库,并在深度学习环境中安装和测试是否成功。
从零开始下载torch+cu(无痛版)