只需少量数据就能适应网络——《FEW-SHOT ADAPTATION OF GENERATIVE ADVERSARIAL NETWORKS》论文解析

本文介绍了《FEW-SHOT ADAPTATION OF GENERATIVE ADVERSARIAL NETWORKS》论文,该研究探索了如何在仅有少量数据的情况下,利用预训练的StyleGAN2进行有效适应。通过奇异值分解,调整Style和卷积层参数,控制生成图像的不同属性,如年龄、肤色和脸型。尽管实验结果尚存瑕疵,但这一方法展示了在资源有限的场景下,利用先验知识改进GAN性能的潜力。

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今天来看一篇few-shot适应的论文,还挂在arxiv上,同时在github上也有开源的项目:http://www.estherrobb.com/few-shot-gan/

这篇文章叫做FSGAN,全名《FEW-SHOT ADAPTATION OF GENERATIVE ADVERSARIAL NETWORKS》,来自弗吉尼亚理工和谷歌研究院。谷歌研究院就喜欢搞一些开源、video什么的。

那么这篇文章做了一件什么事呢?对于一个生成网络,我们本来需要大量的数据才能训练出一个好的结果,但是在某些情况下,我们只能获得少量的数据。因此合理地利用先验知识,在这个域中只使用少量数据就得到较好的结果就变得有必要了。

那么就来看看是怎么做的吧:

这篇文章也是基于stylegan2,stylegan解析请移步:https://blog.youkuaiyun.com/wenqiwenqi123/article/details/110136887

首先作者发现,针对预训练好的stylegan2,对style和卷积层进行奇异值分解,然后放大排前三的奇异值,可以发现,不同奇异值对于人脸有着不

### 零样本适应的概念 零样本适应(Zero-Shot Adaptation)是指机器学习模型能够在未见过的数据分布上执行任务的能力。这种能力使得模型可以在无需额外训练的情况下应对新环境或领域中的挑战。对比学习是一种强大的技术,在零样本连续提示优化(CoT)中用于提升模型表示学习能力[^1]。 通过最大化正样本之间的相似度并最小化负样本间的相似度,对比学习增强了特征空间内的区分性,从而提高了模型泛化到未知数据上的表现。元学习也是零样本适应的关键组成部分之一,专注于开发能够快速适应新任务或域的算法,并且仅需少量训练即可完成调整[^3]。 ### 应用场景 零样本适应的应用范围广泛,涵盖了多个行业和技术领域: - **图像识别**:即使面对未曾遇到过的类别,经过良好设计的视觉系统也应能正确分类图片。 - **自然语言处理(NLP)**:理解从未见过的语言结构或语义概念对于构建更通用的人工智能至关重要。 - **异常检测**:在一个统一框架下进行多类别的异常探测可以有效提高系统的鲁棒性和灵活性[^2]。 这些应用展示了零样本适应如何帮助解决实际问题,尤其是在缺乏标注数据资源时尤为有用。 ### 实现方法 为了实现有效的零样本适应,通常采用以下几种策略: #### 对比学习增强表征 利用对比损失函数来拉近同类实例的距离,推远异类实例的位置,以此改善深层神经网络提取出来的特征质量。 ```python import torch.nn.functional as F def contrastive_loss(anchor, positive, negative, margin=1.0): pos_dist = F.pairwise_distance(anchor, positive) neg_dist = F.pairwise_distance(anchor, negative) loss = torch.clamp(margin + pos_dist.pow(2) - neg_dist.pow(2), min=0.0).mean() return loss ``` #### 元学习加速迁移 引入特定于任务的学习机制,使模型具备更强的任务间转移能力和更快的知识获取速度。这可以通过优化初始化参数、动态调整超参等方式达成。 ```python from learn2learn.algorithms import MAML maml = MAML(model, lr=fast_lr, first_order=False) for epoch in range(num_epochs): for task in tasks: learner = maml.clone() # Creates a fast-weight copy of the model. # Inner loop (adaptation) for _ in range(adapt_steps): error = compute_error(learner, task.support_set) learner.adapt(error) # Outer loop (meta-update) query_error = compute_error(learner, task.query_set) maml.meta_update(query_error) ```
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