Despite the remarkable success achieved by graph convolutional networks for functional brain activity analysis, the heterogeneity of functional patterns and the scarcity of imaging data still pose challenges in many tasks. Transferring knowledge from a source domain with abundant training data to a target domain is effective for improving representation learning on scarce training data. However, traditional transfer learning methods often fail to generalize the pre-trained knowledge to the target task due to domain discrepancy. Self-supervised learning on graphs can increase the generalizability of graph features since self-supervision concentrates on inherent graph properties that are not limited to a particular supervised task. We propose a novel knowledge transfer strategy by integrating meta-learning with self-supervised learning to deal with the heterogeneity and scarcity of fMRI data. Specifically, we perform a self-supervised task on the source domain and apply meta-learning, which strongly improves the generalizability of the model using the bi-level optimization, to transfer the self-supervised knowledge to the target domain. Through experiments on a neurological disorder classification task, we demonstrate that the proposed strategy significantly improves target task performance by increasing the generalizability and transferability of graph-based knowledge.


翻译:尽管通过图象变异网络进行脑功能活动分析取得了显著的成功,但功能模式的多样化和成像数据的缺乏仍然对许多任务构成挑战。将知识从拥有大量培训数据的来源领域转移到目标领域对于改进关于稀缺培训数据的代表性学习是有效的。然而,传统转让学习方法往往由于域差而未能将经过预先培训的知识推广到目标任务中去。在图上进行自我监督的学习可以提高图形特征的通用性,因为自我监督的视点集中于不局限于特定监督任务的内在的图形属性。我们提出一种新的知识转让战略,将元学习与自我监督的学习结合起来,以应对FMRI数据的多样性和稀缺性。具体地说,我们在源领域执行自我监督的任务,并应用元学习,这大大改进了使用双级优化模型的通用性,将自控制的知识转移到目标领域。通过神经系统紊乱分类任务的实验,我们证明拟议的战略通过增加基于通用的图形可变性和可转移性知识,极大地改进了目标任务绩效。

0
下载
关闭预览

相关内容

通过学习、实践或探索所获得的认识、判断或技能。
专知会员服务
52+阅读 · 2020年11月3日
一份简单《图神经网络》教程,28页ppt
专知会员服务
120+阅读 · 2020年8月2日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
161+阅读 · 2020年3月18日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
26+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
14+阅读 · 2021年8月5日
Arxiv
13+阅读 · 2021年7月20日
Arxiv
10+阅读 · 2021年3月30日
VIP会员
相关资讯
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
26+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员