自监督学习本质的有效性探究、论证及拓展增强
批准号:
62076124
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
陈松灿
依托单位:
学科分类:
机器学习
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈松灿
中文摘要
近年,自监督学习(SSL)作为一种新的无监督学习范式渐受关注,并已广泛应用于计算机视觉和自然语言处理等众多领域。SSL旨在减少这些现实领域中对大量标注数据的依赖。其关键是创建一个免人工标注的前置任务,借助它,SSL能有效学得有益于下游任务的特征表示。现有SSL主要聚焦于如何设计新的前置任务,而罕有对其工作有效本质特性的深入探究,这使自监督信号的设定更多依据直觉和启发性,导致部分无效预置,因而亟需提供原则性的设计指导。我们初步分析发现,如从多视图角度入手,SSL引入的自监督信号能纳入我们早期提出的单视图数据的多视图化学习框架。据此,本项目旨在已有工作基础上,尝试借鉴多视图学习方法论探究和论证SSL本质的有效性所在,以弥补现有工作的不足。为此整个工作将围绕其基础问题展开方法论验证、本质有效的理论分析和拓展增强等。所获成果可望在推进该范式和多视图学习自身等研究方面提供借鉴。
英文摘要
In recent years, as a new unsupervised learning paradigm, self-supervised learning (SSL) is receiving increasingly more attention. It aims to reduce the challenging demand for a large number of labeled data and has been widely used in many fields such as computer vision and natural language processing. The key to SSL is to create a pretext task without annotation of data, with its help, SSL can effectively learn the feature representation beneficial for downstream tasks. Existing SSL studies mainly focus on how to design new pretext tasks, while few on its essential effectiveness mechanism, making the setting of self-supervised signals more intuitive and heuristic, thus leading to some invalid presets, so a principled guidance of its design is urgently needed. From the multi-view perspective, we have preliminarily found that the self-supervised signals introduced by SSL can be accommodated into our previously-proposed multi-view learning framework of single-view data. Thus our project based on existing works aims to explore and verify the effectiveness essence of SSL with the multi-view learning methodology, so as to compensate the substantial deficiencies of existing studies. To the end, we will focus on its basic problems to carry out methodological verification, theoretical analysis of essential effectiveness and extension enhancement. Our final achievements can be desirable to not only promote the research of this paradigm but also provide reference for related research including multi-view learning itself.
本项目聚焦于自监督学习(SSL)的基础问题,围绕理论分析、方法发展和验证及其应用拓展等方面开展了系统性研究。通过结合多视图学习方法(自监督对比学习本质上即是多视图学习),我们从综合性视角对自监督学习进行了深入探索。在此基础上,构建了特征表示学习的新框架,并针对复杂动态变化环境中的不同任务设计了一系列算法。最后,将理论分析与相关方法应用与不同实际任务。具体研究内容如下:. 1)自监督学习本质与理论分析。如a) 提出了一种高效且实用的多视图自监督学习框架,探索其本质有效性;b) 提出了若干针对自监督学习的实用建议;c)构建多层次互补性学习框架,用于改进多视图聚类(MCMVC)算法;等。. 2)构建了有效特征表示学习框架。如a) 设计了一种利用数据内在属性生成目标标记的特征表示学习方法b)通过 Mixup 技术,探讨生成非目标类域内样本的潜力;c)将基于相似性的学习方法与广义线性模型结合,提出了新的分类学习框架;等。. 3)面向动态多变环境下的学习算法研究方面,针对性地解决这一系列困难复杂场景问题。如a)基于 Logit 调整的长尾识别策略;b)提出了一种基于监督对比学习的 K+K 开集识别框架;c)构建了对比学习驱动的域适应理论框架;等。. 4)拓展应用研究方面,我们关注SSL学习及特征学习与其它机器学习场景的有效结合,继续推进如a)提出了一种自监督学习方法的属性图异常监测;b)基于自监督的多标记不平衡心电图分类;及c)黑盒模型应用于联邦学习通信机制;等。. 项目共发表学术论文 29 篇,其中 CCF-A 类期刊/会议论文 14 篇,中国科技期刊卓越行动计划期刊论文 4 篇。至目前论文总他引次数达 240+,引用者包括多篇 CCF-A 类论文。项目培养了3名博士生和10名硕士生。其中,耿传兴的博士论文获评 2022 年江苏省优秀博士学位论文,入选“2024 年江苏自然科学百篇优秀学术成果论文”,并获“香江学者”资助赴香港浸会大学研学;黄飞虎入选“海外优青”计划;硕士生赵玉涵获 CCDM 2024 “最佳学生论文”奖。项目负责人陈松灿教授曾担任中国人工智能学会长沙全国人工智能大会和杭州全球 AI 技术大会主席,并于2022年当选江苏省 AI 学会理事长。
基于类不平衡本质的长尾识别方法研究及拓展
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批准号:62376126
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项目类别:面上项目
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资助金额:51万元
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批准年份:2023
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负责人:陈松灿
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依托单位:
面向大数据机器学习的不确定性建模及应用研究
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批准号:61732006
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项目类别:重点项目
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资助金额:260.0万元
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批准年份:2017
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负责人:陈松灿
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依托单位:
多维输出分类学习的关键问题研究及其拓展
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批准号:61672281
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2016
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负责人:陈松灿
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依托单位:
基于人脸的性别分类和年龄估计统一学习框架及其拓展研究
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批准号:61472186
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项目类别:面上项目
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资助金额:81.0万元
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批准年份:2014
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负责人:陈松灿
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依托单位:
半监督半配对高维多表示数据的降维及拓展研究
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批准号:61170151
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项目类别:面上项目
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资助金额:57.0万元
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批准年份:2011
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负责人:陈松灿
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依托单位:
稀疏性保持的降维技术及其拓展研究
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批准号:60973097
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项目类别:面上项目
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资助金额:32.0万元
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批准年份:2009
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负责人:陈松灿
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依托单位:
分类器的局部性正则化设计技术研究
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批准号:60773061
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项目类别:面上项目
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资助金额:28.0万元
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批准年份:2007
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负责人:陈松灿
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依托单位:
增强型线性判别分析及其推广性研究
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批准号:60473035
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项目类别:面上项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2004
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负责人:陈松灿
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依托单位:
核框架下的多对多联想记忆模型及其知识处理研究
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批准号:60271017
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项目类别:面上项目
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资助金额:18.0万元
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批准年份:2002
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负责人:陈松灿
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依托单位:
基于稀疏RAM的自适应模式识别系统及其推广性研究
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批准号:69973021
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项目类别:面上项目
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资助金额:13.0万元
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批准年份:1999
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负责人:陈松灿
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依托单位:
多值指数双向联想记忆模型及在多证据推理中的应用研究
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批准号:69701004
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:8.0万元
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批准年份:1997
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负责人:陈松灿
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依托单位:
概率逻辑神经元网络的研究
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批准号:69004003
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:2.0万元
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批准年份:1990
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负责人:陈松灿
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依托单位:
国内基金
海外基金