Online Class-Incremental Learning (OCIL) aims to continuously learn new information from single-pass data streams to update the model and mitigate catastrophic forgetting. However, most existing OCIL methods make several assumptions, including non-overlapped classes across phases and an equal number of classes in each learning phase. This is a highly simplified view of typical real-world scenarios. In this paper, we extend OCIL to the real-world food image classification task by removing these assumptions and significantly improving the performance of existing OCIL methods. We first introduce a novel probabilistic framework to simulate realistic food data sequences in different scenarios, including strict, moderate, and open diets, as a new benchmark experiment protocol. Next, we propose a novel plug-and-play module to dynamically select relevant images during training for the model update to improve learning and forgetting performance. Our proposed module can be incorporated into existing Experience Replay (ER) methods, which store representative samples from each class into an episodic memory buffer for knowledge rehearsal. We evaluate our method on the challenging Food-101 dataset and show substantial improvements over the current OCIL methods, demonstrating great potential for lifelong learning of real-world food image classification.


翻译:在线课堂强化学习(OCIL)旨在不断从单子数据流中学习新信息,以更新模型,减轻灾难性的遗忘。然而,大多数现有的OCIL方法都做出了若干假设,包括各个阶段的无覆盖班级和每个学习阶段的同等数目的班级。这是典型现实世界情景的高度简化观点。在本文中,我们将OCIL扩展至现实世界食品图像分类任务,删除这些假设,大大改进现有OCIL方法的性能。我们首先引入一个新的概率框架,以模拟不同情景中现实的食品数据序列,包括严格的、中度的和开放的饮食,作为新的基准实验协议。接下来,我们提出一个新的插座和播放模块,以便在模型更新培训期间动态地选择相关图像,以改进学习和遗忘性能。我们提议的模块可以纳入现有的经验再游戏(ER)方法,将每个班的有代表性的样本储存成知识演练的缩写缓存。我们评估了具有挑战性的食品-101数据集的方法,并展示了当前OCIL方法的重大改进,展示了终身学习真实世界食品图像的巨大潜力。

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