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1、什么是自监督学习?

自监督学习(Self-Supervised Learning)通过使用数据本身进行自动生成的标记来进行学习,通过设计一些自动生成标记的任务来引导模型进行学习,而无需外部的人工标记。这些任务可以是对数据进行旋转、遮挡、像素预测等。自监督学习解决的问题是分类。

2、自监督学习的原理

自监督学习(Self-Supervised Learning)在于如何自动为数据产生标记。

● 例如:输入一张图片,把图片随机旋转一个角度,然后把旋转后的图片作为输入,随机旋转的角度作为标记。

● 例如,把输入的图片均匀分割成3*3的格子,每个格子里面的内容作为一个片段,随机打乱片段的排列顺序,然后用打乱顺序的片段作为输入,正确的排列顺序作为标记。

● 类似这种自动产生的标注,完全无需人工参与。

3、自监督学习的任务(pretext task)种类

● 图像旋转:将图像进行随机旋转,然后让模型预测旋转的角度。通过解决这个任务,模型可以学习到图像中的旋转不变性。

● 图像补全:通过遮挡图像的一部分,然后让模型预测被遮挡的区域。通过解决这个任务,模型可以学习到图像中的完整性和填充能力。

● 图像颜色化:将彩色图像转换为灰度图像,然后让模型预测原始彩色图像的颜色。通过解决这个任务,模型可以学习到图像中的颜色信息。

● 图像排序:给定一组图像,让模型判断它们的顺序。通过解决这个任务,模型可以学习到图像中的时间顺序和连续性。

● 文本预测:给定一段文本,遮挡其中的一些单词或字符,然后让模型预测被遮挡的部分。通过解决这个任务,模型可以学习到文本中的语义和语法结构。

4、自监督学习的优点和局限性

优点局限性
1. 数据利用率高:自监督学习可以利用大量未标记的数据,而无需昂贵的人工标注过程。这使得模型能够从更多的数据中学习,提高数据的利用率,从而缓解数据稀缺问题,帮助解决这类任务。

2. 特征学习:通过自监督学习,模型可以学习到对数据具有丰富表示能力的特征。这些特征在后续的任务中可以提供更好的性能,如分类、检测、分割等。

3. 迁移学习:自监督学习得到的特征表示通常具有较强的泛化能力,可以迁移到其他相关任务中。这意味着在具有少量标注数据的情况下,可以将自监督学习得到的特征作为预训练模型的初始化,从而加速和改善模型在目标任务上的训练和性能。
1. 伪标签的质量:自动生成的伪标签可能不够准确,可能会引入噪声,从而影响模型的性能。

2. 任务的选择:选择合适的自监督任务是一项挑战,不同的任务可能对模型的表示能力和泛化能力产生不同的影响。

3. 迁移性:在自监督学习中学到的表示是否能够很好地迁移到其他任务上,仍然是一个开放的问题。

编辑于 2024-01-17 · 著作权归作者所有