ICI-FSL

方法阐述#

算法流程:初始化分类器->生成伪标签->ICI可信度筛选->扩充训练集->重复迭代直到收敛

符号定义#

符号含义
$C_{base}$基础类别集
$C_{novel}$新类别集
$D_{base}=(I_i,y_i),y_i\in C_{base}$基础数据集
$D_{novel}=(I_i,y_i),y_i\in C_{novel}$新数据集
$S,|S|=c\times s$- 从目标新类别数据集$D_{novel}$中采样的少量带真实标签的样本集合
- 遵循c类-m样本范式,在每个epoch中,从新类别中随机选c个类,每个类选s个标记样本组成支持集
查询集- 来自目标新类别数据集$D_{novel}$的带真实标签样本集合
- 每个epoch中,与支持集来自同一c类,每个类选q个标记样本
未标记集- 来自$D_{novel}$的无真实标签样本集
-不参与输出训练,数量远多于支持集

算法流程#

步骤详细阐述
特征提取与降维- 使用预训练于基础数据集$D_{base}$的ResNet12作为特征提取器$f(\cdot)$,提取标记样本$S$和未标记样本$U_{novel}$的特征
- 使用局部线性嵌入将特征降维至低维$d=5$
初始化分类器使用支持集$S={(x_i,y_i)}$($y_i$为真实标签)训练初始线性分类器,分类器使用简单的结构:逻辑回归/线性SVM
伪标签生成使用初始分类器生成伪标签,即 $ \hat y_i = g(f(I_u)) $
式中:
- $g(\cdot)$ 为分类器
- $I_u$ 为未标记样本
- $\hat y_i$ 为伪标签
ICI学习

ICI 可信度度量#

含附带参数的广义线性模型#

为衡量伪标签可信度,构建包含附带参数的线性模型,将特征于标签映射建模:

$$ y_i=x_i^T\beta^\star+\gamma_i^\star+\epsilon_i $$

式中,

  • $y_i$:是样本$i$的标签,可以是真实标签或伪标签
  • $x_i\in \mathbb{R}^{d}$:为模型提取特征
  • $\beta^\star\in\mathbb{R}^{d\times c}$ 系数矩阵
  • $\gamma_i^\star\in \mathbb{R}^{1\times c}$ 核心可信度指标,修正样本$i$归属某一类别的概率
    • $\Vert \gamma_i^\star\Vert_2$ 越大,样本$i$归类难度越高;正确预测样本的 $\gamma^\star$ 趋于0
  • $\epsilon_i$ 独立sub Gaussian噪声,均值为0,方差有界

为了凸显附带参数的系数性,进而区分可信样本,引入对于 $\gamma$ 项的稀疏惩罚项,优化目标为