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多模态持续学习中的模态贡献漂移正则化

多模态持续学习(MMCL)旨在从多模态数据中学习新知识,同时保留已学知识。然而,现有方法多聚焦于跨模态表示对齐或语义相似性,却忽视了各模态及其交互在增量任务中的相对贡献是否保持稳定。这种决策层面的偏移被研究者称为模态贡献漂移(MCD)

MCD 的量化与成因

为量化 MCD,研究者提出了 MCD 分数,通过控制模态子集的干预,综合评估贡献强度与相对依赖度的变化。理论分析和实证表明,当前 MMCL 方法难以可靠地缓解这种漂移,原因在于它们未显式约束决策层面的贡献结构。

CMCDR 方法

针对上述问题,论文提出持续模态贡献漂移正则化(CMCDR),旨在保留先前任务中学到的模态贡献结构。由于 MMCL 设置可能提供或不提供旧样本,CMCDR 包含两种版本:

  • 基于重放(Replay-based):利用存储的旧样本,通过模态子集干预作为诊断探针,比较当前模型与冻结的旧模型在旧样本上的贡献轮廓,并约束旧样本的模态特定及交互贡献的变化。

  • 无重放(Replay-free):使用当前任务样本作为探针,蒸馏冻结模型在旧任务上的贡献响应,从而在无样本情况下正则化观测到的贡献轮廓。

实验验证

多模态类增量学习持续视觉问答任务上的实验验证了 CMCDR 的通用性和有效性。结果表明,显式约束模态贡献结构能显著缓解遗忘,提升持续学习性能。

意义与展望

该研究揭示了多模态持续学习中一个被忽视的关键维度——决策层面的模态贡献稳定性,为设计更鲁棒的 MMCL 算法提供了新思路。未来可进一步探索更细粒度的贡献度量及跨任务自适应机制。

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