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Signal Image and Video Processing来源发表:

固定变换不必再靠猜:自适应插值变换让视觉模型只加九个参数、语言模型每层加三个参数就超过固定变换基线

核心概要

离散傅里叶变换、离散余弦变换等固定变换常用于机器学习特征提取,但选哪一种往往要先了解数据集性质,缺少这类知识时效果受限。自适应插值变换(AIT)把变换本身变成可学习参数,按数据集与任务学出数据驱动的映射。在ImageNet-2012与通用语言理解评估任务上,AIT增强的模型在从零训练和微调两种流程下都超过固定变换基线,视觉模型只增加九个参数,语言模型每个编码器层只增加三个参数。

Source-provided article image: Adaptive interpolating transform: a unified framework for transform-based representation learning
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深度剖析

变换不再由使用者按数据集性质预先选定,而是作为参数化框架的一部分随任务一起学习,视觉与自然语言处理任务都能用同一套思路。 此前的做法是从离散傅里叶变换、离散余弦变换、小波等众多变换中挑一个合适的,选择依赖对数据集性质的理解,缺少这种知识时方法效果下降。 在ImageNet-2012和通用语言理解评估任务上,AIT增强的模型在从零训练与微调两种工作流下都超过固定变换基线。

视觉模型里,AIT为每个通道学一组变换的混合,而不是对所有通道套用同一个固定变换。 AIT是一种参数化变换框架,用可学习参数把若干变换插值组合起来,从而得到贴合具体数据集与任务的映射。 这套学习发生在ImageNet-2012的视觉模型上,代价是模型只增加九个参数。

语言模型里,AIT学出数据驱动的变换组合,并保持可直接替换的兼容性。 固定变换在语言模型中的使用同样受限于预先选定的变换形式,AIT改为让组合方式由数据决定。 在通用语言理解评估任务上,每个编码器层只增加三个参数,开销可以忽略。

启示与展望

已展示的范围是ImageNet-2012上的视觉任务与通用语言理解评估中的语言任务,覆盖从零训练和微调两种工作流;新增参数为视觉模型九个、语言模型每个编码器层三个。

超出这两类基准与这两种工作流的任务是否同样受益,材料没有给出;摘要只报告了超过固定变换基线这一比较,未给出具体提升幅度。