Modern deep learning approaches have achieved great success in many vision applications by training a model using all available task-specific data. However, there are two major obstacles making it challenging to implement for real life applications: (1) Learning new classes makes the trained model quickly forget old classes knowledge, which is referred to as catastrophic forgetting. (2) As new observations of old classes come sequentially over time, the distribution may change in unforeseen way, making the performance degrade dramatically on future data, which is referred to as concept drift. Current state-of-the-art incremental learning methods require a long time to train the model whenever new classes are added and none of them takes into consideration the new observations of old classes. In this paper, we propose an incremental learning framework that can work in the challenging online learning scenario and handle both new classes data and new observations of old classes. We address problem (1) in online mode by introducing a modified cross-distillation loss together with a two-step learning technique. Our method outperforms the results obtained from current state-of-the-art offline incremental learning methods on the CIFAR-100 and ImageNet-1000 (ILSVRC 2012) datasets under the same experiment protocol but in online scenario. We also provide a simple yet effective method to mitigate problem (2) by updating exemplar set using the feature of each new observation of old classes and demonstrate a real life application of online food image classification based on our complete framework using the Food-101 dataset.


翻译:现代深层学习方法在许多愿景应用中取得了巨大成功,它利用所有现有具体任务数据培训了模型,然而,有两个主要障碍,使得实际应用中难以执行: (1) 学习新课程使经过培训的模型迅速忘记旧课程知识,被称为灾难性的遗忘。 (2) 随着对旧课程的新观察随着时间的不断演变,分配可能会发生意外变化,使业绩在被称为概念漂移的未来数据上急剧退化。目前最先进的渐进学习方法需要很长的时间来培训模型,只要新课程增加,而且没有考虑到对旧课程的新观察。在本文件中,我们提出一个渐进学习框架,能够在具有挑战性的在线学习情景中发挥作用,同时处理新课程数据和旧课程的新观察。我们在网上模式中处理问题(1) 采用经修改的交叉蒸馏损失,同时采用两步学习技术。我们的方法超越了在CIRA-100和图像网-1000(ILS-101RC 2012)上的最新离线强化学习方法,我们用一个简单的在线观察方法,用一个简单的在线模式,在旧方案下,我们用一个简单的粮食实验模式下,用一个实际的模型演示模式更新了我们的生命模型的模型。

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