LWR-Net: Learning without retraining for scalable multi-task adaptation and domain-agnostic generalisation
Notice bibliographique
Résumé
In recent years, deep learning-based multi-class and multi-task classification have gained significant attention across various domains of computer vision. However, current approaches often struggle to incorporate new classes efficiently due to the computational burden of retraining large neural networks from scratch. This limitation poses a significant obstacle to the deployment of deep learning models in real-world intelligent systems. Although continual learning has been proposed to overcome this challenge, it remains constrained by catastrophic forgetting. To address these limitations, this study introduces a new framework called Learning Without Retraining (LWR-Net), developed for multi-class and multi-task adaptation, allowing networks to adapt to new classes with minimal training requirements. Specifically, LWR-Net incorporates four key components: (i) task-guided self-supervised learning with a dual-attention mechanism to enhance feature generalisation and selection; (ii) task-based model fusion to improve feature representation and generalisation; (iii) multi-task learning to generalise classifiers across diverse tasks; and (iv) decision fusion of multiple classifiers to improve overall performance and reduce the likelihood of misclassification. LWR-Net was evaluated across diverse tasks to demonstrate its effectiveness in integrating new data, classes, or tasks. These include: (i) a medical case study detecting abnormalities in five distinct bone structures; (ii) a surveillance case study detecting violence in three different settings; and (iii) a geology case study identifying lateral changes in soil compaction using ground-penetrating radar across two datasets. The results show that LWR-Net achieves state-of-the-art performance across all three scenarios, successfully accommodates new learning objectives while preserving performance, eliminating the need for complete retraining cycles. Moreover, the use of gradient-weighted class activation mapping (Grad-CAM) confirmed that the models focused on relevant regions of interest. LWR-Net offers several benefits, including improved generalisation, enhanced performance, and the capacity to train on new data without catastrophic failures. The source code is publicly available at: https://github.com/LaithAlzubaidi/Learning-to-Adapt . • Proposal of an efficient framework for multi-class and multi-task adaptation with minimal training. • Extensive evaluation through three real-world case studies in medical, surveillance, and geology. • Medical case study achieves an average accuracy of 97.48% across five bone structures. • Surveillance case study reaches an average accuracy of 98.27% across three datasets. • Geology case study attains an average accuracy of 99.53% in soil compaction detection using GPR.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».