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    ICLR 2024 Oral continual learning/Incremental Learning 持續(xù)學(xué)習(xí)/增量學(xué)習(xí)總結(jié)

    問題定義:持續(xù)學(xué)習(xí)(Continual Learning, CL)中的災(zāi)難性遺忘問題。在傳統(tǒng)監(jiān)督學(xué)習(xí)中,模型在獨立同分布(i.i.d)樣本上訓(xùn)練。然而,在持續(xù)學(xué)習(xí)中,模型需在非靜態(tài)數(shù)據(jù)分布上學(xué)習(xí),導(dǎo)致在新任務(wù)學(xué)習(xí)時遺忘之前任務(wù)知識。這篇論文提出Variance Reduced Meta-CL (VR-MCL)方法,結(jié)合正則化方法與元持續(xù)學(xué)習(xí)優(yōu)點,解決在線持續(xù)學(xué)習(xí)性能及非靜態(tài)數(shù)據(jù)處理難題。

    研究動機與方法提出:正則化方法依賴固定Hessian估計,Meta-CL算法則易于受隨機采樣帶來的高方差影響。VR-MCL通過在線近似Hessian矩陣,并引入方差減少技術(shù)降低超梯度方差,實現(xiàn)及時且準確的Hessian近似。

    理論分析:論文證明動量方差減少技術(shù)等同于在Hessian隱式估計上施加懲罰項,有助于準確更新模型參數(shù),減少知識遺忘。

    實驗驗證:在Seq-CIFAR10、Seq-CIFAR100、Seq-TinyImageNet三個數(shù)據(jù)集上實驗,VR-MCL在不同設(shè)置下表現(xiàn)優(yōu)于其他基線方法,特別是在不平衡數(shù)據(jù)分布和在線學(xué)習(xí)場景。

    未來工作:論文提出未來研究方向,包括更復(fù)雜任務(wù)結(jié)構(gòu)、大規(guī)模數(shù)據(jù)集、不同領(lǐng)域應(yīng)用、理論分析深化、算法優(yōu)化、多任務(wù)學(xué)習(xí)、跨領(lǐng)域適應(yīng)性、模型解釋性及長期學(xué)習(xí)效果探索。

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