1.一种用于提高已有类别增量学习新旧类别区分度的训练方法,其特征在于,包括:步骤1,获取数据集并对数据集进行预处理,构成任务序列,其中,数据集为CIFAR10图像数据集;步骤2,构建和优化双分支网络,基于初始数据集构建回放数据集以实现增量阶段的旧知识保留;步骤2a,双分支网络构建,将网络F 1 解耦为特征提取器 和分类器W, 包含通用的底层特征提取器 在 上并联2个独立的传统学习分支 重平衡分支 步骤2b,双分支网络优化,基于初始数据集D 1 ,采取交叉熵损失L CE 和梯度下降算法对F 1 进行优化:其中,C 1 =|Y 1 |,代表初始数据集D 1 中包含的类别数,δ为指示函数;步骤2c,回放数据集构建,基于双分支网络的特征提取器 分别计算数据集D 1 中C 1 类样本的特征向量,基于特征向量均值提取原型向量 应用到回放数据集构建:其中, 代表第1阶段中第i类样本的原型向量, 代表第i类样本集 中包含的样本数i∈1,2,...,C 1 , 代表其中第j条样本;采取iCaRL方法,根据样本与对应原型向量的欧几里得距离,为每个新类别选择距离最近的前k条样本p 1 ,p 2 ,...,p k ,构成第一阶段的回放数据集 其中, 代表第1阶段中第i类样本的原型向量, 代表第i类样本集(i∈{1,2,...,C 1 }), 代表其中第j条样本;步骤3,数据类型扩展时,结合回放数据集计算当前增量阶段新旧类别的表征相似性,复制并扩展双分支网络,在双分支中基于表征相似性进行双边采样,通过提升易混淆的旧类别的采样概率实现区分度提升,采取混合损失函数和累积学习策略优化双分支网络,并扩展回放数据集以实现下一增量阶段的旧知识保留。
2.根据权利要求1所述的用于提高已有类别增量学习新旧类别区分度的训练方法,其特征在于,步骤1包括:将数据集划分为B个任务,任务间的标签空间互不相交,采取iCaRL方法,数据集D={D 1 ,...,D B },其中, 表示第t阶段的扩展类别数据, 和 代表输入数据和标签对,n t 表示D t 中的样本数; Y t 为任务t的标签空间,对于任意i≠j, 即各个任务间的类别互不相交;在第t阶段的测试过程中,模型将在所有已学习类别 上进行评估。
3.根据权利要求1所述的用于提高已有类别增量学习新旧类别区分度的训练方法,其特征在于,步骤3中,计算新旧类别的表征相似性包括:基于第t-1阶段的双分支网络特征提取器 分别计算数据集D t 中C t 类样本的特征向量,基于特征向量均值提取原型向量 计算第t-1阶段的原型向量 与第t阶段的原型向量 之间的相似性,获得新旧类别的表征相似性矩阵 下式(5)中s i,j 表示第t阶段中,第i个新类别与第j个旧类别的表征相似性:在第t阶段中,数据集 包含 个旧类别、C t 个新类别,其中 基于类别相似性矩阵S,计算第i个旧类别与新类别的相似性w i :
4.根据权利要求3所述的用于提高已有类别增量学习新旧类别区分度的训练方法,其特征在于,步骤3中,扩展双分支网络包括:复制第t-1阶段的双分支模型F t-1 ,在分类器W中添加C t 个输出节点,组成第t阶段增量扩展的双分支网络F t 。
5.根据权利要求2所述的用于提高已有类别增量学习新旧类别区分度的训练方法,其特征在于,步骤3中,优化双分支网络包括:在第t阶段,分别对数据集 进行均匀采样和类别相似性加权采样,获得样本(x c ,y c )、(x r ,y r ),其中,重平衡分支的类别相似性加权采样包括:根据表征相似性计算每个类别的采样概率P i ,根据采样概率P i 随机选择类别i,在类别i样本中进行不放回的均匀采样;将样本分别传入传统学习分支 和重平衡分支 中,得到特征向量f c 和f r ,其中:基于累积学习策略,使用自适应均衡参数α控制两个分支的输出,采取交叉熵损失L CE 、蒸馏损失L KD ,以及梯度下降算法对双分支网络F t 进行优化。
6.根据权利要求4所述的用于提高已有类别增量学习新旧类别区分度的训练方法,其特征在于,步骤3中,扩展回放数据集包括:基于双分支网络的特征提取器 分别计算数据集D t 中C t 类样本的特征向量,求出每一类别数据 的特征向量均值,提取原型向量 采取iCaRL方法,根据样本与对应原型向量的欧几里得距离,为每个新类别选择距离最近的前k条样本p 1 ,p 2 ,...,p k ,加入上一阶段的回放数据集 中,构成 实现当前阶段回放数据集扩展: