在过去的几年中,视觉模型的规模呈指数增长,尤其是在视觉变压器出现之后。这激发了参数有效调整方法的开发,例如学习适配器层或视觉及时令牌,这允许训练一小部分模型参数,而从预训练中获得的绝大多数则可以冷冻。但是,设计适当的调整方法是不平凡的:可能需要尝试冗长的设计选择列表,更不用说每个下游数据集通常都需要自定义设计。在本文中,我们将现有的参数效率调整方法视为“及时模块”,并提出了神经及时搜索(Noah),这是一种新颖的方法,可以学习大型视觉模型,通过神经体系结构搜索算法的及时模型的最佳设计, ,专门针对每个下游数据集。通过对20多个视觉数据集进行广泛的实验,我们证明了Noah(i)优于单个提示模块,(ii)具有良好的少数学习能力,并且(iii)可以域名。代码和型号可在https://github.com/davidzhangyuanhan/noah上找到。
translated by 谷歌翻译
当前的Modus Operandi在改编预训练的模型中涉及更新所有骨干参数,即,完整的微调。本文介绍了视觉及时调整(VPT),作为视觉中大规模变压器模型的全面微调的有效替代方案。VPT从最近有效地调整大型语言模型的最新进展中汲取灵感,在输入空间中仅引入了少量的可训练参数(少于模型参数),同时保持模型骨架冻结。通过对各种下游识别任务的广泛实验,我们表明VPT与其他参数有效调整协议相比获得了显着的性能增长。最重要的是,在许多情况下,VPT甚至在模型能力和培训数据量表的许多情况下都胜过全面的微调,同时降低了每任务的存储成本。
translated by 谷歌翻译
在计算机视觉中广泛采用了预处理 - 最终的范式。但是,随着视觉变压器(VIT)的尺寸呈指数增长,鉴于较重的存储空间的头顶,完整的燃料变得过于望而却步。最近的研究是由参数效率转移学习(PETL)的动机,最近的研究试图插入轻巧的适应模块(例如,适配器层或及时令牌)以预处理VIT,并且仅释放这些模块,而预处理的权重则是冷冻的。但是,这些模块最初是为了芬太尼语言模型而提出的。尽管对VIT的口号很好,但他们的设计缺乏视觉任务的先验知识。在本文中,我们建议在VIT中构建卷积旁路(Convass)作为适应模块,仅引入了可训练参数的少量(少于模型参数的0.5%)以适应大型VIT。与其他PETL方法不同,卷积层的硬编码电感偏置的互惠受益,因此更适合视觉任务,尤其是在低数据表格中。 VTAB-1K基准和少量学习数据集的实验结果表明,Convass的表现优于当前面向语言的适应模块,这证明了对视觉模型量身定制面向视觉的适应模块的必要性。
translated by 谷歌翻译
诸如剪辑之类的大型预训练的视觉模型在学习表现方面表现出巨大的潜力,这些模型可以在各种下游任务中转移。与主要基于离散标签的传统表示学习不同,视觉语言预训练会使图像和文本在公共特征空间中对齐,这允许通过提示零弹性转移到下游任务,即从分类权重合成。描述兴趣类的自然语言。在这项工作中,我们表明,在实践中部署此类模型的一个重大挑战是及时的工程,它需要域专业知识,并且非常耗时 - 由于措辞的略有变化,需要花费大量时间来进行单词调整可能会对性能产生巨大影响。受到自然语言处理(NLP)迅速学习研究的最新进展的启发,我们提出了上下文优化(COP),这是一种专门用于调整类似剪辑的视觉语言模型的简单方法,用于下游图像识别。具体而言,Coop用可学习的向量建模了提示A的上下文单词,而整个预训练的参数则保持固定。为了处理不同的图像识别任务,我们提供了两个COOP的实现:统一上下文和特定于班级的上下文。通过在11个数据集上进行的大量实验,我们证明Coop只需要一两个镜头才能以相当的利润击败手工制作的提示,并且能够以16张镜头(例如16张照片)获得迅速工程的显着改进增益约为15%(最高达到45%以上)。尽管是一种基于学习的方法,但与使用手工制作的提示相比,Coop与零拍模型相比,取得了出色的域泛化性能。
translated by 谷歌翻译
最近出现了有希望的表现,利用大型预训练的模型来实现各种感兴趣的下游任务。由于模型的规模不断增长,因此,在模型培训和存储方面,基于标准的完整任务适应策略的成本高昂。这导致了参数有效传输学习的新研究方向。但是,现有的尝试通常集中在预训练模型的相同模式(例如图像理解)的下游任务上。这会产生限制,因为在某些特定的方式(例如,视频理解)中,具有足够知识的强大预训练模型较少或不可用。在这项工作中,我们研究了这样一种新型的跨模式转移学习设置,即参数有效的图像到视频传输学习。为了解决此问题,我们为每个视频任务提出了一个新的时空适配器(ST-ADAPTER),以进行参数有效调整。凭借紧凑设计中的内置时空推理能力,ST-ADAPTER可以实现预训练的图像模型,而无需时间知识,以小(〜8%)的每任务参数成本来理解动态视频内容,以大约需要与以前的工作相比,更新参数少20倍。在视频动作识别任务上进行的广泛实验表明,我们的ST-ADAPTER可以匹配甚至优于强大的完整微调策略和最先进的视频模型,同时享受参数效率的优势。
translated by 谷歌翻译
Intermediate features of a pre-trained model have been shown informative for making accurate predictions on downstream tasks, even if the model backbone is kept frozen. The key challenge is how to utilize these intermediate features given their gigantic amount. We propose visual query tuning (VQT), a simple yet effective approach to aggregate intermediate features of Vision Transformers. Through introducing a handful of learnable ``query'' tokens to each layer, VQT leverages the inner workings of Transformers to ``summarize'' rich intermediate features of each layer, which can then be used to train the prediction heads of downstream tasks. As VQT keeps the intermediate features intact and only learns to combine them, it enjoys memory efficiency in training, compared to many other parameter-efficient fine-tuning approaches that learn to adapt features and need back-propagation through the entire backbone. This also suggests the complementary role between VQT and those approaches in transfer learning. Empirically, VQT consistently surpasses the state-of-the-art approach that utilizes intermediate features for transfer learning and outperforms full fine-tuning in many cases. Compared to parameter-efficient approaches that adapt features, VQT achieves much higher accuracy under memory constraints. Most importantly, VQT is compatible with these approaches to attain even higher accuracy, making it a simple add-on to further boost transfer learning.
translated by 谷歌翻译
Existing fine-tuning methods either tune all parameters of the pre-trained model (full fine-tuning), which is not efficient, or only tune the last linear layer (linear probing), which suffers a significant accuracy drop compared to the full fine-tuning. In this paper, we propose a new parameter-efficient fine-tuning method termed as SSF, representing that researchers only need to Scale and Shift the deep Features extracted by a pre-trained model to catch up with the performance of full fine-tuning. In this way, SSF also surprisingly outperforms other parameter-efficient fine-tuning approaches even with a smaller number of tunable parameters. Furthermore, different from some existing parameter-efficient fine-tuning methods (e.g., Adapter or VPT) that introduce the extra parameters and computational cost in the training and inference stages, SSF only adds learnable parameters during the training stage, and these additional parameters can be merged into the original pre-trained model weights via re-parameterization in the inference phase. With the proposed SSF, our model obtains 2.46% (90.72% vs. 88.54%) and 11.48% (73.10% vs. 65.57%) performance improvement on FGVC and VTAB-1k in terms of Top-1 accuracy compared to the full fine-tuning but only fine-tuning about 0.3M parameters. We also conduct amounts of experiments in various model families (CNNs, Transformers, and MLPs) and datasets. Results on 26 image classification datasets in total and 3 robustness & out-of-distribution datasets show the effectiveness of SSF. Code is available at https://github.com/dongzelian/SSF.
translated by 谷歌翻译
从自然语言监督中学习视觉表示,最近在许多开创性的作品中表现出了巨大的希望。通常,这些具有语言的视觉模型表现出对各种数据集和任务的强大可传递性。但是,由于缺乏易于使用的评估工具包和公共基准,评估这些模型的可转让性仍然很具有挑战性。为了解决这个问题,我们构建了高级版(评估语言的视觉任务级传输),这是用于评估(预训练)语言增强视觉模型的第一个基准和工具包。升华由三个组成部分组成。 (i)数据集。作为下游评估套件,它由20个图像分类数据集和35个对象检测数据集组成,每个数据集都用外部知识来增强。 (ii)工具包。开发了自动高参数调谐工具包,以促进下游任务的模型评估。 (iii)指标。多种评估指标用于测量样品效率(零射击和少量)和参数效率(线性探测和完整模型微调)。我们在https://computer-vision-in-the-wild.github.io/elevater/上公开发布leverater
translated by 谷歌翻译
尽管视觉变压器(VIT)表现出令人印象深刻的表示学习能力,但我们从经验上发现,它们不能很好地将其概括为具有以前的域泛化算法的看不见的域。在本文中,我们提出了一种基于迅速学习的新方法,以嵌入域中的源域的知识提示目标域预测。具体而言,在来自相应的源域中的VIT输入令牌之前先进行域提示。每个域提示都可以有效地学习特定于领域的知识,因为仅针对一个域进行了优化。同时,我们训练一个及时的适配器,根据学习的源域提示为每个输入图像生成适当的提示。在测试时,提示适配器生成的改编提示可以利用室外图像和源域的特征之间的相似性,以正确整合源域知识。广泛的实验是在四个基准数据集上进行的。我们的方法在平均准确性方面提高了1.4%,这是使用VIT主链改善最先进算法的3.5倍。
translated by 谷歌翻译
Prompt Tuning, conditioning on task-specific learned prompt vectors, has emerged as a data-efficient and parameter-efficient method for adapting large pretrained vision-language models to multiple downstream tasks. However, existing approaches usually consider learning prompt vectors for each task independently from scratch, thereby failing to exploit the rich shareable knowledge across different vision-language tasks. In this paper, we propose multitask vision-language prompt tuning (MVLPT), which incorporates cross-task knowledge into prompt tuning for vision-language models. Specifically, (i) we demonstrate the effectiveness of learning a single transferable prompt from multiple source tasks to initialize the prompt for each target task; (ii) we show many target tasks can benefit each other from sharing prompt vectors and thus can be jointly learned via multitask prompt tuning. We benchmark the proposed MVLPT using three representative prompt tuning methods, namely text prompt tuning, visual prompt tuning, and the unified vision-language prompt tuning. Results in 20 vision tasks demonstrate that the proposed approach outperforms all single-task baseline prompt tuning methods, setting the new state-of-the-art on the few-shot ELEVATER benchmarks and cross-task generalization benchmarks. To understand where the cross-task knowledge is most effective, we also conduct a large-scale study on task transferability with 20 vision tasks in 400 combinations for each prompt tuning method. It shows that the most performant MVLPT for each prompt tuning method prefers different task combinations and many tasks can benefit each other, depending on their visual similarity and label similarity. Code is available at https://github.com/sIncerass/MVLPT.
translated by 谷歌翻译
对比视力语言预训练(称为剪辑)为使用大型图像文本对学习视觉表示提供了新的范式。通过零拍知识转移,它在下游任务上表现出令人印象深刻的表现。为了进一步增强剪辑的适应能力,现有的方法提议微调额外的可学习模块,这大大改善了少量的性能,但引入了额外的培训时间和计算资源。在本文中,我们提出了一种无训练的适应方法,用于进行剪辑进行几个弹药分类,称为Tip-Adapter,该分类不仅继承了零拍剪辑的无训练优势,而且还与训练需要的那些相当的表现相当方法。 TIP-ADAPTER通过少数照片训练集通过键值缓存模型构造适配器,并更新通过功能检索中剪辑中编码的先验知识。最重要的是,可以通过对10 $ \ times $ \现有方法少的速度$ \ times $ $ \现有方法进行微调,这可以进一步提高Imagenet上的最先进。高效的。我们在11个数据集上进行了很少的射击分类实验,以证明我们提出的方法的优势。代码在https://github.com/gaopengcuhk/tip-adapter上发布。
translated by 谷歌翻译
Recent work has explored the potential to adapt a pre-trained vision transformer (ViT) by updating only a few parameters so as to improve storage efficiency, called parameter-efficient transfer learning (PETL). Current PETL methods have shown that by tuning only 0.5% of the parameters, ViT can be adapted to downstream tasks with even better performance than full fine-tuning. In this paper, we aim to further promote the efficiency of PETL to meet the extreme storage constraint in real-world applications. To this end, we propose a tensorization-decomposition framework to store the weight increments, in which the weights of each ViT are tensorized into a single 3D tensor, and their increments are then decomposed into lightweight factors. In the fine-tuning process, only the factors need to be updated and stored, termed Factor-Tuning (FacT). On VTAB-1K benchmark, our method performs on par with NOAH, the state-of-the-art PETL method, while being 5x more parameter-efficient. We also present a tiny version that only uses 8K (0.01% of ViT's parameters) trainable parameters but outperforms full fine-tuning and many other PETL methods such as VPT and BitFit. In few-shot settings, FacT also beats all PETL baselines using the fewest parameters, demonstrating its strong capability in the low-data regime.
translated by 谷歌翻译
In computer vision, it has achieved great transfer learning performance via adapting large-scale pretrained vision models (e.g., vision transformers) to downstream tasks. Common approaches for model adaptation either update all model parameters or leverage linear probes. In this paper, we aim to study parameter-efficient model adaptation strategies for vision transformers on the image classification task. We formulate efficient model adaptation as a subspace training problem and perform a comprehensive benchmarking over different efficient adaptation methods. We conduct an empirical study on each efficient model adaptation method focusing on its performance alongside parameter cost. Furthermore, we propose a parameter-efficient model adaptation framework, which first selects submodules by measuring local intrinsic dimensions and then projects them into subspace for further decomposition via a novel Kronecker Adaptation (KAdaptation) method. We analyze and compare our method with a diverse set of baseline model adaptation methods (including state-of-the-art methods for pretrained language models). Our method performs the best in terms of the tradeoff between accuracy and parameter efficiency across 20 image classification datasets under the few-shot setting and 7 image classification datasets under the full-shot setting.
translated by 谷歌翻译
尽管参数有效调整(PET)方法在自然语言处理(NLP)任务上显示出巨大的潜力,但其有效性仍然对计算机视觉(CV)任务的大规模转向进行了研究。本文提出了Conv-Adapter,这是一种专为CONCNET设计的PET模块。 Conv-Adapter具有轻巧的,可转让的域和架构,不合时宜,并且在不同的任务上具有广义性能。当转移下游任务时,Conv-Adapter将特定于任务的特征调制到主链的中间表示,同时保持预先训练的参数冻结。通过仅引入少量可学习的参数,例如,仅3.5%的RESNET50的完整微调参数,Conv-Adapter优于先前的宠物基线方法,并实现可比性或超过23个分类任务的全面调查的性能。它还在几乎没有分类的情况下表现出卓越的性能,平均利润率为3.39%。除分类外,Conv-Adapter可以推广到检测和细分任务,其参数降低了50%以上,但性能与传统的完整微调相当。
translated by 谷歌翻译
作为剪辑的对比视觉语言预培训为通过使用大规模对比图像文本对提供了学习视觉表示的新范式。它显示了零击中知识转移到下游任务的令人印象深刻的性能。为了进一步增强剪辑的几次射击功能,提出的剪辑适配器提出微调轻量级残留功能适配器,并显着提高了几次拍摄分类的性能。但是,这样的过程仍然需要额外的培训和计算资源。在本文中,我们提出了\ textbf {t}下雨的cl \ textbf {ip} - \ textbf {适配器}(\ textbf {tip-adapter}),它不仅继承了剪辑的无训练优势,还可以相当地执行或甚至比剪辑适配器更好。提示 - 适配器不需要任何用于训练适配器的备份传播,而是通过从几次拍摄训练集构造的键值高速缓存模型创建权重。在这种非参数的方式中,提示适配器在没有任何训练的情况下获取良好的适配器权重,这既有效且有效。此外,可以通过微调这种适当的初始化适配器进一步提高尖端适配器的性能,仅用于具有超快速收敛速度的几个时期。我们对ImageNet和其他10个数据集进行了广泛的小型分类实验,以证明提出的提示适配器的优越性。代码将以\ URL {https://github.com/gaopengcuhk/tip-adapter}释放。
translated by 谷歌翻译
及时调整是以参数有效的方式对预训练的预训练语言模型的新范式。在这里,我们探讨了超级核武器的使用来产生超预价:我们提出了HyperPrompt,这是一种用于迅速基于变形金刚自我注意的任务调节的新型体系结构。超预要是通过超网络通过一代人来学习的端到端。 HyperPrompt允许网络学习特定于任务的功能地图,其中超预告是要参与的查询的任务全局记忆,同时启用了任务之间的灵活信息共享。我们表明,HyperPrompt与强大的多任务学习基线具有竞争力,其额外的任务条件参数的$ 0.14 \%$ $ \%,实现了出色的参数和计算效率。通过广泛的经验实验,我们证明,超级启示可以比强大的T5多任务学习基准和参数效率高效的适配器变体获得卓越的性能,包括及时调整和SuplyFormer ++在许多模型尺寸的自然语言理解胶水和SuperGrue的基准上。
translated by 谷歌翻译
预训练的视觉模型(例如,剪辑)在许多下游任务中显示出有希望的零弹性概括,并具有正确设计的文本提示。最近的作品不依赖手工设计的提示,而是使用下游任务的培训数据来学习提示。虽然有效,但针对领域数据的培训却降低了模型的概括能力,使其无法看到新领域。在这项工作中,我们提出了测试时间提示调整(TPT),该方法可以通过单个测试样本即时学习自适应提示。对于图像分类,TPT通过使用置信度选择最小化熵来优化提示,以便模型在每个测试样本的不同增强视图上都具有一致的预测。在评估对自然分布变化的概括时,TPT平均将零击的TOP-1精度提高了3.6%,超过了先前需要其他特定于任务的训练数据的迅速调整方法。在评估看不见类别的跨数据集泛化时,TPT与使用其他培训数据的最先进方法相当。项目页面:https://azshue.github.io/tpt。
translated by 谷歌翻译
持续学习旨在使单个模型能够学习一系列任务,而不会造成灾难性的遗忘。表现最好的方法通常需要排练缓冲区来存储过去的原始示例以进行经验重播,但是,由于隐私和内存约束,这会限制其实际价值。在这项工作中,我们提出了一个简单而有效的框架,即DualPrompt,该框架学习了一组称为提示的参数,以正确指示预先训练的模型,以依次学习到达的任务,而不会缓冲过去的示例。 DualPrompt提出了一种新颖的方法,可以将互补提示附加到预训练的主链上,然后将目标提出为学习任务不变和特定于任务的“指令”。通过广泛的实验验证,双启示始终在具有挑战性的课堂开发环境下始终设置最先进的表现。尤其是,双启示的表现优于最近的高级持续学习方法,其缓冲尺寸相对较大。我们还引入了一个更具挑战性的基准Split Imagenet-R,以帮助概括无连续的持续学习研究。源代码可在https://github.com/google-research/l2p上找到。
translated by 谷歌翻译
While the Transformer architecture has become the de-facto standard for natural language processing tasks, its applications to computer vision remain limited. In vision, attention is either applied in conjunction with convolutional networks, or used to replace certain components of convolutional networks while keeping their overall structure in place. We show that this reliance on CNNs is not necessary and a pure transformer applied directly to sequences of image patches can perform very well on image classification tasks. When pre-trained on large amounts of data and transferred to multiple mid-sized or small image recognition benchmarks (ImageNet, CIFAR-100, VTAB, etc.), Vision Transformer (ViT) attains excellent results compared to state-of-the-art convolutional networks while requiring substantially fewer computational resources to train. 1
translated by 谷歌翻译
自动视觉解对我们多样化和开放的世界需要计算机视觉模型,以概括为特定任务的最小定制,类似于人类视力。计算机视觉基础型号培训,培训多样化,大型数据集,可以适应各种下游任务,对该任务来解决现实世界计算机视觉应用而言至关重要。虽然现有的视觉基础模型如剪辑,对齐和吴道2.0主要集中在映射图像和文本表示到跨模型共享表示,我们介绍了一台新的计算机视觉基础模型,佛罗伦萨,扩大粗糙的表示(现场)到精细(对象),从静态(图像)到动态(视频),以及从RGB到多个模态(标题,深度)。通过从Web级图像文本数据中纳入通用视觉语言表示,我们的佛罗伦萨模型可以很容易地适应各种计算机视觉任务,例如分类,检索,对象检测,VQA,图像标题,视频检索和动作识别。此外,佛罗伦萨在许多类型的转移学习中表现出出色的表现:全面采样的微调,线性探测,几次射击传输和用于新颖图像和物体的零拍摄传输。所有这些属性对于我们的视觉基础模型至关重要,以提供通用视觉任务。佛罗伦萨实现了新的最先进的导致44个代表性基准,例如Imagenet-1K零射击分类,最高1精度为83.74,最高5个精度为97.18,62.4地图上的Coco微调, 80.36在VQA上,动力学-600上的87.8。
translated by 谷歌翻译