Open set recognition enables deep neural networks (DNNs) to identify samples of unknown classes, while maintaining high classification accuracy on samples of known classes. Existing methods basing on auto-encoder (AE) and prototype learning show great potential in handling this challenging task. In this study, we propose a novel method, called Class-Specific Semantic Reconstruction (CSSR), that integrates the power of AE and prototype learning. Specifically, CSSR replaces prototype points with manifolds represented by class-specific AEs. Unlike conventional prototype-based methods, CSSR models each known class on an individual AE manifold, and measures class belongingness through AE's reconstruction error. Class-specific AEs are plugged into the top of the DNN backbone and reconstruct the semantic representations learned by the DNN instead of the raw image. Through end-to-end learning, the DNN and the AEs boost each other to learn both discriminative and representative information. The results of experiments conducted on multiple datasets show that the proposed method achieves outstanding performance in both close and open set recognition and is sufficiently simple and flexible to incorporate into existing frameworks.


翻译:以自动编码器(AE)和原型学习模型为基础的现有方法显示,在处理这项具有挑战性的任务方面,具有巨大的潜力。在这项研究中,我们提出了一种新颖的方法,称为 " 分类特定语义重建(CSSR) ",该方法整合了AE和原型学习的力量。具体地说,CSSR用以特定类的AE为代表的方块取代原型点。与传统的原型基于AE的方法不同,CSSR模型中每个已知的AE多元类和测量通过AE重建错误属于的等级。特定类的AE被插入到DNN主干柱顶部,重建DNN所学的语义表,而不是原始图像。通过端到端的学习,DNN和AE相互促进,学习有区别性和代表性的信息。在多个数据集上进行的实验结果显示,拟议的方法在近、开放的识别和灵活地纳入现有框架方面都取得了杰出的成绩。

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