Deep learning models suffer from catastrophic forgetting when learning new tasks incrementally. Incremental learning has been proposed to retain the knowledge of old classes while learning to identify new classes. A typical approach is to use a few exemplars to avoid forgetting old knowledge. In such a scenario, data imbalance between old and new classes is a key issue that leads to performance degradation of the model. Several strategies have been designed to rectify the bias towards the new classes due to data imbalance. However, they heavily rely on the assumptions of the bias relation between old and new classes. Therefore, they are not suitable for complex real-world applications. In this study, we propose an assumption-agnostic method, Multi-Granularity Regularized re-Balancing (MGRB), to address this problem. Re-balancing methods are used to alleviate the influence of data imbalance; however, we empirically discover that they would under-fit new classes. To this end, we further design a novel multi-granularity regularization term that enables the model to consider the correlations of classes in addition to re-balancing the data. A class hierarchy is first constructed by grouping the semantically or visually similar classes. The multi-granularity regularization then transforms the one-hot label vector into a continuous label distribution, which reflects the relations between the target class and other classes based on the constructed class hierarchy. Thus, the model can learn the inter-class relational information, which helps enhance the learning of both old and new classes. Experimental results on both public datasets and a real-world fault diagnosis dataset verify the effectiveness of the proposed method.


翻译:深层次学习模式在逐渐学习新任务时被灾难性地遗忘了。 提议增加学习是为了保留旧班级的知识, 同时学习新班级。 典型的方法是使用一些模拟器来避免忘记旧知识。 在这样的情况中, 旧班和新班的数据不平衡是导致模型性能退化的一个关键问题。 设计了一些战略来纠正由于数据不平衡而对新班的偏向。 但是, 它们在很大程度上依赖对旧班和新班之间偏向的假设。 因此, 它们不适合于复杂的真实世界应用程序。 在本研究中, 我们提议一种假设- 通异学方法, 多种Granality 常规再平衡( MGRB) 来解决这个问题。 使用重新平衡方法来减轻数据不平衡的影响。 但是, 我们从实验中发现, 由于数据不平衡, 它们会低估对新班级的偏差。 但是, 我们进一步设计一个新的多层次正规化模型术语, 使得模型除了重新平衡数据之外还能够考虑各班级的关联性。 我们首先提出一个类级级级级级级级级级级结构, 通过将精准性、 校正化和直的分类结构化的分类关系, 校正的校正的分类, 和视觉的校正的校正的校正关系会关系可以改善一个级之间的关系, 。 。 在级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级之间, 级级级级级级级级级级级之间, 级级级级级级级级级级级级级级级级级级级间关系中可以改进了级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级间学习,, 级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级间关系,, 级级级级级级级级级级级级级间关系可以提升的级间关系, 级际级间关系,, 级级级级级级间的级间的级间的级级间的级级级级级级级级级级间的级间级级级级级级级级间的级间间间级间级间关系可以提高级间

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