論文の概要: MIO : Mutual Information Optimization using Self-Supervised Binary Contrastive Learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.12664v3
- Date: Mon, 14 Apr 2025 05:41:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-26 11:24:54.766644
- Title: MIO : Mutual Information Optimization using Self-Supervised Binary Contrastive Learning
- Title(参考訳): MIO : 自己教師付きバイナリコントラスト学習を用いた相互情報最適化
- Authors: Siladittya Manna, Umapada Pal, Saumik Bhattacharya,
- Abstract要約: 我々は、事前学習タスクを二項分類問題としてモデル化し、暗黙的なコントラスト効果を誘導する。
既存の手法とは異なり、提案した損失関数は正対と負対の相互情報を最適化する。
提案手法は,ベンチマークデータセット上でのSOTA自己教師型コントラストフレームワークよりも優れている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 12.365801596593936
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Self-supervised contrastive learning frameworks have progressed rapidly over the last few years. In this paper, we propose a novel loss function for contrastive learning. We model our pre-training task as a binary classification problem to induce an implicit contrastive effect. We further improve the n\"aive loss function after removing the effect of the positive-positive repulsion and incorporating the upper bound of the negative pair repulsion. Unlike existing methods, the proposed loss function optimizes the mutual information in positive and negative pairs. We also present a closed-form expression for the parameter gradient flow and compare the behaviour of self-supervised contrastive frameworks using Hessian eigenspectrum to analytically study their convergence. The proposed method outperforms SOTA self-supervised contrastive frameworks on benchmark datasets such as CIFAR-10, CIFAR-100, STL-10, and Tiny-ImageNet. After 200 pretraining epochs with ResNet-18 as the backbone, the proposed model achieves an accuracy of 86.36%, 58.18%, 80.50%, and 30.87% on the CIFAR-10, CIFAR-100, STL-10, and Tiny-ImageNet datasets, respectively, and surpasses the SOTA contrastive baseline by 1.93%, 3.57%, 4.85%, and 0.33%, respectively. The proposed framework also achieves a state-of-the-art accuracy of 78.4% (200 epochs) and 65.22% (100 epochs) Top-1 Linear Evaluation accuracy on ImageNet100 and ImageNet1K datasets, respectively.
- Abstract(参考訳): 自己監督型コントラスト学習フレームワークはここ数年で急速に進歩している。
本稿では,コントラスト学習のための新しい損失関数を提案する。
我々は、事前学習タスクを二項分類問題としてモデル化し、暗黙的なコントラスト効果を誘導する。
さらに, 正の正の反発効果を除去し, 負の対の反発の上限を組み込んだn\"aive loss関数を改良した。
既存の手法とは異なり、提案した損失関数は正対と負対の相互情報を最適化する。
また,パラメータ勾配流に対する閉形式表現を提案し,ヘッセン固有スペクトルを用いた自己教師付きコントラストフレームワークの挙動を比較し,その収束度を解析的に研究する。
提案手法は, CIFAR-10, CIFAR-100, STL-10, Tiny-ImageNetなどのベンチマークデータセット上で, SOTAの自己教師型コントラストフレームワークよりも優れている。
ResNet-18をバックボーンとして200回の事前トレーニングを行った後、CIFAR-10, CIFAR-100, STL-10, Tiny-ImageNetデータセットの精度は86.36%, 58.18%, 80.50%, 30.87%に達し、それぞれ1.93%, 3.57%, 4.85%, 0.33%となった。
提案したフレームワークは,ImageNet100およびImageNet1Kデータセット上で,それぞれ78.4% (200 epochs) と65.22% (100 epochs) の線形評価精度を実現している。
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