Recently, deep learning models have achieved great success in computer vision applications, relying on large-scale class-balanced datasets. However, imbalanced class distributions still limit the wide applicability of these models due to degradation in performance. To solve this problem, this paper concentrates on the study of cross entropy: it mostly ignores output scores on incorrect classes. This work discovers that neutralizing predicted probabilities on incorrect classes helps improve the prediction accuracy for imbalanced image classification. This paper proposes a simple but effective loss named complement cross entropy based on this finding. The proposed loss makes the ground truth class overwhelm the other classes in terms of softmax probability, by neutralizing probabilities of incorrect classes, without additional training procedures. Along with it, this loss facilitates the models to learn key information especially from samples on minority classes. It ensures more accurate and robust classification results on imbalanced distributions. Extensive experiments on imbalanced datasets demonstrate the effectiveness of the proposed method compared to other state-of-the-art methods.


翻译:最近,深层次学习模型在计算机视觉应用方面取得了巨大成功,依靠大规模类平衡的数据集。然而,由于表现的退化,不平衡的阶级分布仍然限制这些模型的广泛适用性。为了解决这个问题,本文件集中研究交叉酶:它大都忽略了不正确的阶级的输出分数。这项工作发现,对不正确的阶级预测概率进行中和,有助于提高不平衡图像分类的预测准确性。本文件根据这一发现提出一个简单而有效的损失,称为交叉酶补充体。拟议的损失使得地面真理类在软体概率方面压倒其他阶级,办法是在不正确阶级的概率上保持中性,而没有额外的培训程序。除此以外,这一损失还有助于模型学习关键信息,特别是从少数民族阶级的样本中学习。它确保了不平衡分布的更准确和稳健的分类结果。关于不平衡的数据集的广泛实验表明,与其他最先进的方法相比,拟议的方法的有效性。

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