To accommodate rapid changes in the real world, the cognition system of humans is capable of continually learning concepts. On the contrary, conventional deep learning models lack this capability of preserving previously learned knowledge. When a neural network is fine-tuned to learn new tasks, its performance on previously trained tasks will significantly deteriorate. Many recent works on incremental object detection tackle this problem by introducing advanced regularization. Although these methods have shown promising results, the benefits are often short-lived after the first incremental step. Under multi-step incremental learning, the trade-off between old knowledge preserving and new task learning becomes progressively more severe. Thus, the performance of regularization-based incremental object detectors gradually decays for subsequent learning steps. In this paper, we aim to alleviate this performance decay on multi-step incremental detection tasks by proposing a dilatable incremental object detector (DIODE). For the task-shared parameters, our method adaptively penalizes the changes of important weights for previous tasks. At the same time, the structure of the model is dilated or expanded by a limited number of task-specific parameters to promote new task learning. Extensive experiments on PASCAL VOC and COCO datasets demonstrate substantial improvements over the state-of-the-art methods. Notably, compared with the state-of-the-art methods, our method achieves up to 6.0% performance improvement by increasing the number of parameters by just 1.2% for each newly learned task.


翻译:为了适应现实世界的迅速变化,人类认知系统能够不断学习概念。相反,传统的深层次学习模式缺乏保存先前所学知识的能力。当神经网络为学习新任务而进行微调时,其以往培训任务的业绩将大大恶化。许多最近关于渐进物体探测的工作通过采用先进的正规化来解决这个问题。虽然这些方法已经显示出有希望的结果,但在第一个渐进步骤之后,惠益往往会短暂存在。在多步骤的渐进学习中,旧知识保存与新任务学习之间的取舍越来越严重。因此,基于正规化的增量天体探测器的性能逐渐衰减,以便随后的学习步骤。在本文件中,我们的目标是通过提出可变式递增天体探测器(DIODE)来减轻在多步递增天体探测任务中的性能衰减。对于任务共有的参数,我们的方法适应性地惩罚了以前任务重要重量的变化。与此同时,模型的结构由于促进新任务学习的有限参数而有所扩大或扩大。关于基于正规化天体的增量天体探测器的实验,通过不断提高的VOC和CO的数值方法,通过不断改进的进度方法,通过不断改进。

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