【论文阅读】Self-Paced Curriculum Learning
论文下载
代码
Supplementary Materials
bib:
@INPROCEEDINGS{,title = {Self-Paced Curriculum Learning},author = {Lu Jiang and Deyu Meng and Qian Zhao and Shiguang Shan and Alexander Hauptmann},booktitle = {AAAI},year = {2015},pages = {2694--2700}
}
1. 摘要
Curriculum learning (CL) or self-paced learning (SPL) represents a recently proposed learning regime inspired by the learning process of humans and animals that gradually proceeds from easy to more complex samples in training.
The two methods share a similar conceptual learning paradigm, but differ in specific learning schemes.
In CL, the curriculum is predetermined by prior knowledge, and remain fixed thereafter.
Therefore, this type of method heavily relies on the quality of prior knowledge while ignoring feedback about the learner.
In SPL, the curriculum is dynamically determined to adjust to the learning pace of the leaner.
However, SPL is unable to deal with prior knowledge, rendering it prone to overfitting.
In this paper, we discover the missing link between CL and SPL, and propose a unified framework named self-paced curriculum leaning (SPCL).
SPCL is formulated as a concise optimization problem that takes into account both prior knowledge known before training and the learning progress during training.
In comparison to human education, SPCL is analogous to “instructor-student-collaborative” learning mode, as opposed to “instructor-driven” in CL or “student-driven” in SPL.
Empirically, we show that the advantage of SPCL on two tasks.
课程学习(CL)或自定进度学习(SPL)代表了最近提出的一种学习制度,其灵感来自人类和动物的学习过程,在训练中逐渐从简单到更复杂的样本进行。 这两种方法具有相似的概念学习范式,但具体的学习方案有所不同。 在 CL 中,课程是由先验知识预先确定的,并且此后保持固定。 因此,这种方法严重依赖先验知识的质量,而忽略了学习者的反馈。 在 SPL 中,课程是动态确定的,以适应学习者的学习节奏。 然而,SPL 无法处理先验知识,因此容易出现过度拟合。 在本文中,我们发现了 CL 和 SPL 之间缺失的联系,并提出了一个名为自定进度课程学习(SPCL)的统一框架。 SPCL 被表述为一个简洁的优化问题,它考虑了训练前已知的先验知识和训练期间的学习进度。 与人类教育相比,SPCL类似于“师生协作”的学习模式,而不是CL中的“教师驱动”或SPL中的“学生驱动”。 根据经验,我们展示了 SPCL 在两项任务上的优势。
Note:
- 课程学习依赖于课程先验,在许多场景中,课程先验一般都是缺失的。这种方法严重依赖于先验知识的质量,而忽略了学习者的反馈,相当于是
老师
主导。 - 自步学习中课程是动态确定的,以适应学习者节奏。其中,动态确定只是按照loss的高低当作是样本的难易,无法处理额外加入的知识先验。
2. 算法描述
2.1. 自步学习
min w , v ∈ [ 0 , 1 ] n E ( w , v ; λ ) = ∑ i = 1 n v i L ( y i , f ( x i , w ) ) − λ ∥ v ∥ 1 (1) \min_{\mathbf{w}, \mathbf{v} \in[0, 1]^n}\mathbb{E}(\mathbf{w}, \mathbf{v};\lambda) = \sum_{i=1}^n{v_iL(y_i, f(x_i,\mathbf{w}))} - \lambda\|\mathbf{v}\|_1 \tag{1} w,v∈[0,1]nminE(w,v;λ)=i=1∑nviL(yi,f(xi,w))−λ∥v∥1(1)
等式1应该就是自步学习中最经典的形式了。其中,对于自步正则 − ∥ v ∥ 1 -\|\mathbf{v}\|_1 −∥v∥1是可以替换的,有很多的类型,这个是最经典的hard型(非0即1)。对于等式1的求解可以采用ACS (Alternative Convex Search)。
- 固定 w \mathbf{w} w,求解 v \mathbf{v} v。存在闭式解 v ∗ = [ v 1 ∗ , … , v n ∗ ] \mathbf{v}^* = [v_1^*, \dots, v_n^*] v∗=[v1∗,…,vn∗],
v i ∗ = { 1 , L ( y i , f ( x i , w ) ) < λ ; 0 , otherwise. v_i^* = \begin{cases} 1, & L(y_i, f(x_i, \mathbf{w})) < \lambda;\\ 0, &\text{otherwise.}\\ \end{cases} vi∗={1,0,L(yi,f(xi,w))<λ;otherwise. - 固定 v \mathbf{v} v,用梯度下降法(也可以用其他优化方法)求解 w \mathbf{w} w。
存在的弊端:
However, since the learning is completely dominated by the
training loss
, the learning may be prone to overfitting. Moreover, it provides no way to incorporate prior guidance in learning. To the best of our knowledge, there has been no studies to incorporate prior knowledge into SPL, nor to analyze the relation between CL and SPL.
2.1. 自步课程学习
自步课程学习想要打造一种师生协同
的学习范式,其中,同时考虑训练前已知的先验知识和训练期间学到的知识。
Self-paced Curriculum Learning:
3. 实验
from scipy.optimize import minimize
import numpy as np# samples
id = np.array(['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'])
myloss = np.array([0.1, 0.2, 0.4, 0.6, 0.5, 0.3]).reshape([-1, 1])
print("####### input loss ######")
print(myloss)# 4) calculate curriculum constraints
# A = matrix(0, nrow=length(id), ncol=1)
# curriculum constraints matrix
A = np.zeros([len(id), 1])
A[:, 0] = np.array([0.1, 0.0, 0.4, 0.3, 0.5, 1.0])
# A[:, 0] = np.array([2.3, 2.2, 2.1, 2.0, 1.7, 1.5])
print("####### A matrix ######")
print("A: ", A)
c = 1.0
# c = 6.0# 5) optimize v with modality constraint (A)
# v0 = replicate(length(id),0)
v0 = np.repeat(0, len(id))
print("v0: ", v0)
# a small constant for optmization accuracy
tolerance = 1e-7
print("tolerance: ", tolerance)# tolerance = 0
# parameter in self-paced learning
lambda_var = 0.8333# paramaters
u1 = -1 * A # -Av >= -c i.e. Av <= c# c1 = -1 * c - tolerance # -Av >= -c i.e. Av <= c
c1 = c + tolerance# 三个约束
# v 大于等于 0
# v 小于等于 1
# A^T \times V <= c
# inequality means that it is to be non-negative.
cons = ({'type': 'ineq', 'fun': lambda v: v @ u1 + c1})# 定义目标函数
def objective_function(v):obj = v @ myloss - lambda_var * np.sum(v)return obj# 定义目标函数的梯度
def objective_gradient(v):grads = myloss - lambda_varreturn grads# 设置bounds
# bounds = tuple([(-tolerance, 1 + tolerance) for i in range(len(v0))])
bounds = tuple([(0, 1) for i in range(len(v0))])
# x0 = np.zeros([len(id)])
# res_SLSQP = minimize(objective_function, v0, method='SLSQP', jac=objective_gradient, constraints=cons, bounds=bounds)# res = minimize(objective_function, v0, method='SLSQP', constraints=cons, bounds=bounds)
print("###res_SLSQP###")
res_SLSQP = minimize(objective_function, v0, method='SLSQP', jac=objective_gradient, constraints=cons, bounds=bounds,options={"maxiter": 100, "disp": True})
print('最小值:', res_SLSQP.fun)
print('最优解:', res_SLSQP.x)
print('迭代终止是否成功:', res_SLSQP.success)
print('迭代终止原因:', res_SLSQP.message)
print("最终解是否满足先验课程知识: ", res_SLSQP.x @ u1 + c1 >= 0)print("###COBYLA###")
res_COBYLA = minimize(objective_function, v0, method='COBYLA', jac=objective_gradient, constraints=cons, bounds=bounds,options={"maxiter": 100, "disp": True})
print('最小值:', res_COBYLA.fun)
print('最优解:', res_COBYLA.x)
print('迭代终止是否成功:', res_COBYLA.success)
print('迭代终止原因:', res_COBYLA.message)
print("最终解是否满足先验课程知识: ", res_COBYLA.x @ u1 + c1 >= 0)# v_2 = np.array([1, 1, 1, 0.88, 0.47, 0])
v_2 = np.array([1, 0.91, 0.10, 0.00, 0.00, 1.00])
print('论文最优解:', v_2)
print("论文最小值:", objective_function(v_2))
print("论文最终解是否满足先验课程知识: ", v_2 @ u1 + c1 >= 0)
相关文章:
【论文阅读】Self-Paced Curriculum Learning
论文下载 代码 Supplementary Materials bib: INPROCEEDINGS{,title {Self-Paced Curriculum Learning},author {Lu Jiang and Deyu Meng and Qian Zhao and Shiguang Shan and Alexander Hauptmann},booktitle {AAAI},year {2015},pages {2694--2700} }1. 摘…...
C++简易线程池
原理说明: 1. 线程池创建时,指定线程池的大小thread_size。当有新的函数任务通过函数addFunction ()添加进来后,其中一个线程执行函数。一个线程一次执行一个函数。如果函数数量大与线程池数量,则后来的函数等待。 2. 线程池内部…...

【MATLAB】PSO粒子群优化LSTM(PSO_LSTM)的时间序列预测
有意向获取代码,请转文末观看代码获取方式~也可转原文链接获取~ 1 基本定义 PSO粒子群优化LSTM(PSO-LSTM)是一种将粒子群优化算法(PSO)与长短期记忆神经网络(LSTM)相结合的混合模型。该算法通过…...

产品经理学习-怎么写PRD文档
目录 瀑布流方法论介绍 产品需求文档(PRD)介绍 产品需求文档的基本要素 撰写产品需求文档 优先产品需求文档的特点 其他相关文档 瀑布流方法论介绍 瀑布流模型是一种项目的开发和管理的方法论,是敏捷的开发管理方式相对应的另一种方法…...

第3课 获取并播放音频流
本课对应源文件下载链接: https://download.csdn.net/download/XiBuQiuChong/88680079 FFmpeg作为一套庞大的音视频处理开源工具,其源码有太多值得研究的地方。但对于大多数初学者而言,如何快速利用相关的API写出自己想要的东西才是迫切需要…...

Spark编程实验四:Spark Streaming编程
目录 一、目的与要求 二、实验内容 三、实验步骤 1、利用Spark Streaming对三种类型的基本数据源的数据进行处理 2、利用Spark Streaming对Kafka高级数据源的数据进行处理 3、完成DStream的两种有状态转换操作 4、把DStream的数据输出保存到文本文件或MySQL数据库中 四…...
Flink去重计数统计用户数
1.数据 订单表,分别是店铺id、用户id和支付金额 "店铺id,用户id,支付金额", "shop-1,user-1,1", "shop-1,user-2,1", "shop-1,user-2,1", "shop-1,user-3,1", "shop-1,user-3,1", "shop-1,user…...

力扣:62. 不同路径(动态规划,附python二维数组的定义)
题目: 一个机器人位于一个 m x n 网格的左上角 (起始点在下图中标记为 “Start” )。 机器人每次只能向下或者向右移动一步。机器人试图达到网格的右下角(在下图中标记为 “Finish” )。 问总共有多少条不同的路径&…...

2022年全球运维大会(GOPS深圳站)-核心PPT资料下载
一、峰会简介 GOPS 主要面向运维行业的中高端技术人员,包括运维、开发、测试、架构师等群体。目的在于帮助IT技术从业者系统学习了解相关知识体系,让创新技术推动社会进步。您将会看到国内外知名企业的相关技术案例,也能与国内顶尖的技术专家…...

8868体育助力意甲罗马俱乐部 迪巴拉有望付出
8868体育助力意甲罗马俱乐部 迪巴拉有望付出 意甲罗马俱乐部是8868体育合作球队之一,本赛季,在意甲第14轮的比赛中,罗马客场2-1战胜萨索洛,积分上升到意甲第4位。 有报道称,迪巴拉在对阵佛罗伦萨的比赛中受伤ÿ…...

java设计模式实战【策略模式+观察者模式+命令模式+组合模式,混合模式在支付系统中的应用】
引言 在代码开发的世界里,理论知识的重要性毋庸置疑,但实战经验往往才是知识的真正试金石。正所谓,“读万卷书不如行万里路”,理论的学习需要通过实践来验证和深化。设计模式作为软件开发中的重要理论,其真正的价值在…...
小程序wx:if 和hidden的区别?
在小程序中,wx:if 和 hidden 是用于条件渲染的两种不同方式。 选择使用哪种方式取决于具体情况。如果条件变化频繁或节点包含复杂的子节点,可以考虑使用 wx:if 进行条件渲染;如果条件变化较少且节点结构简单,可以使用 hidden 控制…...

自动驾驶学习笔记(二十三)——车辆控制模型
#Apollo开发者# 学习课程的传送门如下,当您也准备学习自动驾驶时,可以和我一同前往: 《自动驾驶新人之旅》免费课程—> 传送门 《Apollo开放平台9.0专项技术公开课》免费报名—>传送门 文章目录 前言 运动学模型 动力学模型 总结…...
Linux Shell 015-文本双向覆盖重定向工具tee
Linux Shell 015-文本双向覆盖重定向工具tee 本节关键字:Linux、Bash Shell、文本双向覆盖重定向工具 相关指令:tee、echo、cat tee介绍 tee工具是从标准输入读取并写入到标准输出和文件,即:双向覆盖重定向(屏幕输出…...

【PyQt】(自定义类)QIcon派生,更易用的纯色Icon
嫌Qt自带的icon太丑,自己写了一个,主要用于纯色图标的自由改色。 当然,图标素材得网上找。 Qt原生图标与现代图标对比: 没有对比就没有伤害 Qt图标 网络素材图标 自定义类XJQ_Icon: from PyQt5.QtGui import QIc…...
【mysql】数据处理格式化、转换、判断
数据处理 判断是否超时,时间是否大于当前时间计算分钟数时间格式化处理如果数值类型进行转换字符类型字符拼接case-when代替if-else判断数据空(特殊:含空数据、空字符处理) select /*判断是否超时,时间是否大于当前…...
深入探索Java中的UDP网络通信机制
在网络通信中,UDP(User Datagram Protocol,用户数据报协议)是一种无连接的协议,它在某些情况下比TCP更适合,尤其是在要求速度快、对数据准确性要求相对较低的场景下。本文将介绍如何使用Java进行UDP网络通信…...

List常见方法和遍历操作
List集合的特点 有序: 存和取的元素顺序一致有索引:可以通过索引操作元素可重复:存储的元素可以重复 List集合的特有方法 Collection的方法List都继承了List集合因为有索引,所以有了很多操作索引的方法 ublic static void main…...

【基础篇】一、认识JVM
文章目录 1、虚拟机2、Java虚拟机3、JVM的整体结构4、Java代码的执行流程5、JVM的三大功能6、JVM的分类7、JVM的生命周期 1、虚拟机 虚拟机,Virtual Machine,一台虚拟的计算机,用来执行虚拟计算机指令。分为: 系统虚拟机&#x…...

DrGraph原理示教 - OpenCV 4 功能 - 颜色空间
前言 前段时间,甲方提出明确需求,让把软件国产化。稍微研究了一下,那就转QT开发,顺便把以前的功能代码重写一遍。 至于在Ubuntu下折腾QT、OpenCV安装事宜,网上文章很多,照猫画虎即可。 这个过程࿰…...
java_网络服务相关_gateway_nacos_feign区别联系
1. spring-cloud-starter-gateway 作用:作为微服务架构的网关,统一入口,处理所有外部请求。 核心能力: 路由转发(基于路径、服务名等)过滤器(鉴权、限流、日志、Header 处理)支持负…...

Day131 | 灵神 | 回溯算法 | 子集型 子集
Day131 | 灵神 | 回溯算法 | 子集型 子集 78.子集 78. 子集 - 力扣(LeetCode) 思路: 笔者写过很多次这道题了,不想写题解了,大家看灵神讲解吧 回溯算法套路①子集型回溯【基础算法精讲 14】_哔哩哔哩_bilibili 完…...

最新SpringBoot+SpringCloud+Nacos微服务框架分享
文章目录 前言一、服务规划二、架构核心1.cloud的pom2.gateway的异常handler3.gateway的filter4、admin的pom5、admin的登录核心 三、code-helper分享总结 前言 最近有个活蛮赶的,根据Excel列的需求预估的工时直接打骨折,不要问我为什么,主要…...

基于当前项目通过npm包形式暴露公共组件
1.package.sjon文件配置 其中xh-flowable就是暴露出去的npm包名 2.创建tpyes文件夹,并新增内容 3.创建package文件夹...
数据库分批入库
今天在工作中,遇到一个问题,就是分批查询的时候,由于批次过大导致出现了一些问题,一下是问题描述和解决方案: 示例: // 假设已有数据列表 dataList 和 PreparedStatement pstmt int batchSize 1000; // …...
大学生职业发展与就业创业指导教学评价
这里是引用 作为软工2203/2204班的学生,我们非常感谢您在《大学生职业发展与就业创业指导》课程中的悉心教导。这门课程对我们即将面临实习和就业的工科学生来说至关重要,而您认真负责的教学态度,让课程的每一部分都充满了实用价值。 尤其让我…...

优选算法第十二讲:队列 + 宽搜 优先级队列
优选算法第十二讲:队列 宽搜 && 优先级队列 1.N叉树的层序遍历2.二叉树的锯齿型层序遍历3.二叉树最大宽度4.在每个树行中找最大值5.优先级队列 -- 最后一块石头的重量6.数据流中的第K大元素7.前K个高频单词8.数据流的中位数 1.N叉树的层序遍历 2.二叉树的锯…...

Springboot社区养老保险系统小程序
一、前言 随着我国经济迅速发展,人们对手机的需求越来越大,各种手机软件也都在被广泛应用,但是对于手机进行数据信息管理,对于手机的各种软件也是备受用户的喜爱,社区养老保险系统小程序被用户普遍使用,为方…...

关键领域软件测试的突围之路:如何破解安全与效率的平衡难题
在数字化浪潮席卷全球的今天,软件系统已成为国家关键领域的核心战斗力。不同于普通商业软件,这些承载着国家安全使命的软件系统面临着前所未有的质量挑战——如何在确保绝对安全的前提下,实现高效测试与快速迭代?这一命题正考验着…...

Unity中的transform.up
2025年6月8日,周日下午 在Unity中,transform.up是Transform组件的一个属性,表示游戏对象在世界空间中的“上”方向(Y轴正方向),且会随对象旋转动态变化。以下是关键点解析: 基本定义 transfor…...