学习范式
单样本学习(one-shot learning)
/ WUN-shot LER-ning /
你和一位同事只见过一面,第二天就能在熙攘的房间里一眼认出他的脸。见这一面就够了。单样本学习就是它的机器版:只凭恰好一个例子,就学会认出或处理一个新类别。它是少样本学习的极端角落——有意义的最小例子数,就一个。
从零开始仅凭一个例子学习是不可能的,所以单样本系统靠的是比对,而非死记。它们问的不是「这是哪一类?」,而是学着问「这和我被展示过的那一个参照,有多相似?」一种常见设计是孪生网络:同一个网络的两份副本,把每个输入各自变成一个紧凑的表示,系统则在大量其他数据上训练,好把相似的东西摆得近、不同的东西拉得远。如此一来,一个参照样本就够了;新输入只需按距离去和它匹配。
人脸识别解锁和签名核验,通常正是这么工作的:录入一张照片或一个签名,然后比对。它能凭一个例子奏效的原因,又一次在于此前已经完成的全部学习——网络早已懂得是什么让脸孔相似或相异。要诚实地说说它的边界:一个例子几乎说不清一个类别能有多大变化,因此单样本系统很容易被异常的角度、光照或货真价实的「撞脸」骗倒。它的可靠并不来自那唯一的例子,而来自底下那个强大的表示。
手机的人脸解锁,只录入你脸部的一张参照扫描。每次你看向手机,它把新图像转成一个表示,再量它与你录入那张之间的距离。足够近,就解锁。它从没拿你成千上万张照片去「训练」过——一张参照,加上一个预训练好的相似度模型,就办成了事。
靠与一个参照的相似度来匹配,背后是事先学好的表示。
一个例子说不清一个类别会有多大变化,所以单样本系统在异常角度、光照或真正的「撞脸」面前会失灵。力量藏在事先训好的相似度模型里,而非那个孤零零的例子。
又称
另见