雖然在許多領域產生并提供了大量的未標記數據,但獲取數據標簽的成本仍然很高。另一方面,用深度神經網絡解決問題已經變得非常流行,但目前的方法通常依賴大量的標記訓練數據來實現高性能。為了克服注釋的負擔,文獻中提出了利用來自同一領域的可用未標記數據的解決方案,稱為半監督學習;利用相似但又不同領域的已有標記的數據或訓練過的模型,稱為領域自適應。本教程的重點將是后者。領域自適應在社會上也越來越重要,因為視覺系統部署在任務關鍵應用中,其預測具有現實影響,但現實世界的測試數據統計可以顯著不同于實驗室收集的訓練數據。我們的目標是概述視覺領域適應方法,這一領域在計算機視覺領域的受歡迎程度在過去幾年中顯著增加,這可以從過去幾年在頂級計算機視覺和機器學習會議上發表的大量的相關論文中得到證明。
//europe.naverlabs.com/eccv-2020-domain-adaptation-tutorial/
注意力是一種在廣泛的神經結構中使用的越來越流行的機制。由于這一領域的快速發展,仍然缺乏對注意力的系統概述。在本文中,我們定義了用于自然語言處理的注意力體系結構的統一模型,重點介紹了用于文本數據的向量表示的體系結構。我們討論了以往工作的不同方面,注意力機制的可能用途,并描述了該領域的主要研究工作和公開挑戰。
//web.eecs.umich.edu/~justincj/slides/eecs498/FA2020/598_FA2020_lecture13.pdf
不確定性的概念在機器學習中是非常重要的,并且構成了現代機器學習方法論的一個關鍵元素。近年來,由于機器學習與實際應用的相關性越來越大,它的重要性也越來越大,其中許多應用都伴隨著安全要求。在這方面,機器學習學者們發現了新的問題和挑戰,需要新的方法發展。事實上,長期以來,不確定性幾乎被視為標準概率和概率預測的同義詞,而最近的研究已經超越了傳統的方法,也利用了更一般的形式主義和不確定性計算。例如,不確定性的不同來源和類型之間的區別,例如任意不確定性和認知不確定性,在許多機器學習應用中被證明是有用的。講習班將特別注意這方面的最新發展。
綜述論文:
不確定性的概念在機器學習中是非常重要的,并且構成了機器學習方法的一個關鍵元素。按照統計傳統,不確定性長期以來幾乎被視為標準概率和概率預測的同義詞。然而,由于機器學習與實際應用和安全要求等相關問題的相關性穩步上升,機器學習學者最近發現了新的問題和挑戰,而這些問題可能需要新的方法發展。特別地,這包括區分(至少)兩種不同類型的不確定性的重要性,通常被稱為任意的和認知的。在這篇論文中,我們提供了機器學習中的不確定性主題的介紹,以及到目前為止在處理一般不確定性方面的嘗試的概述,并特別將這種區別形式化。
來自DeepMind 的S. M. Ali Eslami · Irina Higgins · Danilo J. Rezende的ICML 2020教程-自監督學習,222頁ppt,非常干貨!
無標簽表示學習,也稱為無監督或自監督學習,正在取得重大進展。新的自監督學習方法在大規模基準測試中取得了接近甚至超過了完全監督技術的性能,如圖像分類。因此,無標簽表示學習最終開始解決現代深度學習中的一些主要挑戰。然而,為了繼續取得進步,系統地理解學習表示的性質以及產生這些表示的學習目標是很重要的。
近年來,卷積神經網絡(ConvNets)在大量計算機視覺任務中的應用出現了戲劇性的增長。卷積結構在許多任務中都是非常強大的,它可以從圖像像素中提取相關性和抽象概念。然而,當面對一些更困難的計算機視覺任務時,ConvNets在建模中也有相當多的屬性方面存在缺陷。這些屬性包括成對關系、全局上下文和處理超越空間網格的不規則數據的能力。
一個有效的方向是根據手頭的任務重新組織要用圖處理的數據,同時構建網絡模塊,在圖內的視覺元素之間關聯和傳播信息。我們將這種具有傳播模塊的網絡稱為圖網絡結構。在本教程中,我們將介紹一系列有效的圖網絡結構,包括非局部神經網絡、空間廣義傳播網絡、面向對象和多主體行為建模的關系網絡、面向3D領域的視頻和數據的圖網絡。我們還將討論如何利用圖神經網絡結構來研究連接模式。最后,我們將討論在許多視覺問題中仍然存在的相關開放挑戰。
領域適應(DA)提供了重用數據和模型用于新問題領域的有價值的方法。然而,對于具有不同數據可用性的時間序列數據,還沒有考慮到健壯的技術。在本文中,我們做出了三個主要貢獻來填補這一空白。我們提出了一種新的時間序列數據卷積深度域自適應模型(CoDATS),該模型在現實傳感器數據基準上顯著提高了最先進的DA策略的準確性和訓練時間。通過利用來自多個源域的數據,我們增加了CoDATS的有用性,從而進一步提高了與以前的單源方法相比的準確性,特別是在域之間具有高度可變性的復雜時間序列數據集上。其次,我們提出了一種新的弱監督域自適應(DA-WS)方法,利用目標域標簽分布形式的弱監督,這可能比其他數據標簽更容易收集。第三,我們對不同的真實數據集進行了綜合實驗,以評估我們的域適應和弱監督方法的有效性。結果表明,用于單源DA的CoDATS比最先進的方法有了顯著的改進,并且我們使用來自多個源域和弱監督信號的數據實現了額外的準確性改進。
領域適應(DA)提供了重用數據和模型用于新問題領域的有價值的方法。然而,對于具有不同數據可用性的時間序列數據,還沒有考慮到健壯的技術。在本文中,我們做出了三個主要貢獻來填補這一空白。我們提出了一種新的時間序列數據卷積深度域自適應模型(CoDATS),該模型在現實傳感器數據基準上顯著提高了最先進的DA策略的準確性和訓練時間。通過利用來自多個源域的數據,我們增加了CoDATS的有用性,從而進一步提高了與以前的單源方法相比的準確性,特別是在域之間具有高度可變性的復雜時間序列數據集上。其次,我們提出了一種新的弱監督域自適應(DA-WS)方法,利用目標域標簽分布形式的弱監督,這可能比其他數據標簽更容易收集。第三,我們對不同的真實數據集進行了綜合實驗,以評估我們的域適應和弱監督方法的有效性。結果表明,用于單源DA的CoDATS比最先進的方法有了顯著的改進,并且我們使用來自多個源域和弱監督信號的數據實現了額外的準確性改進。
【導讀】Yann Lecun在紐約大學開設的2020春季《深度學習》課程,干貨滿滿。最新的一期是來自Facebook AI的研究科學家Ishan Misra講述了計算機視覺中的自監督學習最新進展,108頁ppt,很不錯報告。
在過去的十年中,許多不同的計算機視覺問題的主要成功方法之一是通過對ImageNet分類進行監督學習來學習視覺表示。并且,使用這些學習的表示,或學習的模型權值作為其他計算機視覺任務的初始化,在這些任務中可能沒有大量的標記數據。
但是,為ImageNet大小的數據集獲取注釋是非常耗時和昂貴的。例如:ImageNet標記1400萬張圖片需要大約22年的人類時間。
因此,社區開始尋找替代的標記過程,如社交媒體圖像的hashtags、GPS定位或自我監督方法,其中標簽是數據樣本本身的屬性。
什么是自監督學習?
定義自我監督學習的兩種方式:
基礎監督學習的定義,即網絡遵循監督學習,標簽以半自動化的方式獲得,不需要人工輸入。
預測問題,其中一部分數據是隱藏的,其余部分是可見的。因此,其目的要么是預測隱藏數據,要么是預測隱藏數據的某些性質。
自監督學習與監督學習和非監督學習的區別:
監督學習任務有預先定義的(通常是人為提供的)標簽,
無監督學習只有數據樣本,沒有任何監督、標記或正確的輸出。
自監督學習從給定數據樣本的共現形式或數據樣本本身的共現部分派生出其標簽。
自然語言處理中的自監督學習
Word2Vec
給定一個輸入句子,該任務涉及從該句子中預測一個缺失的單詞,為了構建文本前的任務,該任務特意省略了該單詞。
因此,這組標簽變成了詞匯表中所有可能的單詞,而正確的標簽是句子中省略的單詞。
因此,可以使用常規的基于梯度的方法對網絡進行訓練,以學習單詞級表示。
為什么自監督學習
自監督學習通過觀察數據的不同部分如何交互來實現數據的學習表示。從而減少了對大量帶注釋數據的需求。此外,可以利用可能與單個數據樣本相關聯的多個模式。
計算機視覺中的自我監督學習
通常,使用自監督學習的計算機視覺管道涉及執行兩個任務,一個前置任務和一個下游任務。
下游任務可以是任何類似分類或檢測任務的任務,但是沒有足夠的帶注釋的數據樣本。
Pre-text task是為學習視覺表象而解決的自監督學習任務,其目的是利用所學習的表象,或下游任務在過程中獲得的模型權值。
發展Pre-text任務
針對計算機視覺問題的文本前任務可以使用圖像、視頻或視頻和聲音來開發。
在每個pre-text任務中,都有部分可見和部分隱藏的數據,而任務則是預測隱藏的數據或隱藏數據的某些屬性。
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【導讀】2020 年 2 月 7 日-2 月 12 日,AAAI 2020 于美國紐約舉辦。遷移學習近年來受到了非常大的關注,今年AAAI也有很多相關論文,這場Tutorial全面回顧可遷移表示學習方法的最新發展,重點介紹文本、多關系和多媒體數據的可遷移表示學習方法。除了介紹域內嵌入學習方法外,還討論各種半監督、弱監督、多視圖和自監督學習技術來連接多個域特定的嵌入表示,是一個非常全面的遷移表示學習總結,講者最后也介紹了其未來發展趨勢,值得研究者關注和收藏。
遷移表示學習最新進展
Recent Advances in Transferable Representation Learning
Tutorial 目標
本教程針對有興趣將深度學習技術應用于跨域決策任務的AI研究人員和從業人員。這些任務包括涉及多語言和跨語言自然語言處理,特定領域知識以及不同數據模式的任務。本教程將為聽眾提供以下方面的整體觀點:(i)針對未標記的文本,多關系和多媒體數據的多種表示學習方法;(ii)在有限的監督下跨多種表示對齊和遷移知識的技術;以及(iii)在自然語言理解,知識庫和計算生物學中使用這些技術的大量AI應用程序。我們將通過概述該領域未來的研究方向來結束本教程。觀眾不需要有特定的背景知識。
概述
許多人工智能任務需要跨域決策。例如,許多NLP任務涉及跨多種語言的預測,其中可以將不同的語言視為不同的域;在人工智能輔助的生物醫學研究中,藥物副作用的預測常常與蛋白質和有機體相互作用的建模并行進行。為了支持機器學習模型來解決這種跨域任務,必須提取不同域中數據組件的特征和關系,并在統一的表示方案中捕獲它們之間的關聯。為了滿足這一需求,表示學習的最新進展往往涉及到將不同域的未標記數據映射到共享嵌入空間。這樣,跨域的知識遷移可以通過向量搭配或變換來實現。這種可遷移的表現形式在涉及跨域決策的一系列人工智能應用中取得了成功。然而,這一領域的前沿研究面臨兩大挑戰。一是在學習資源很少的情況下如何有效地從特定領域中提取特性。另一個是在最少的監督下精確地對齊和傳遞知識,因為連接不同域的對齊信息常常是不充分和有噪聲的。
在本教程中,我們將全面回顧可遷移表示學習方法的最新發展,重點介紹文本、多關系和多媒體數據的可遷移表示學習方法。除了介紹域內嵌入學習方法外,我們還將討論各種半監督、弱監督、多視圖和自監督學習技術來連接多個域特定的嵌入表示。我們還將比較域內嵌入算法和跨域對齊算法的改進和聯合學習過程。此外,我們將討論如何利用獲得的可遷移表征來解決低資源和無標簽的學習任務。參會者將了解本主題的最新趨勢和挑戰,了解代表性工具和學習資源以獲取即用型模型,以及相關的模型和技術如何有益于現實世界AI應用程序。
講者介紹
Muhao Chen目前是美國賓夕法尼亞大學研究生院博士后。他于2019年在加州大學洛杉磯分校獲得了計算機科學博士學位。Muhao從事過機器學習和NLP方面的各種課題。他最近的研究也將相關技術應用于計算生物學。更多信息請訪問//muhaochen.github.io。
Kai-Wei Chang是加州大學洛杉磯分校計算機科學系的助理教授。他的研究興趣包括為大型復雜數據設計魯棒的機器學習方法,以及為社會公益應用程序構建語言處理模型。其他信息請訪問
Dan Roth是賓夕法尼亞大學CIS的Eduardo D. Glandt Distinguished Professor,也是AAAS、ACM、AAAI和ACL的Fellow。Roth因在自然語言理解建模、機器學習和推理方面的重大概念和理論進展而被認可。更多信息可以參考: /.