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无样本持续学习的状态空间模型

机器学习 2026-05-14 v3

摘要

状态空间模型 (SSM) 通过结构化递归捕获长程依赖,使其适用于序列建模。然而,其演化的内部状态在持续学习 (CL) 中构成挑战。这在无样本设置中尤为困难,因为缺乏先前数据,状态更新将无约束,导致灾难性遗忘。为此,我们提出 Inf-SSM,一种新的简单几何感知正则化方法,利用无限维 Grassmann manifold 的几何来约束 CL 期间的状态演化。与经典持续学习方法约束权重更新不同,Inf-SSM 正则化 SSM 的无限视角演化,这在其扩展可观测子空间中编码。我们表明,这种正则化需要求解称为 Sylvester 方程的矩阵方程,通常具有 O(n3)\mathcal{O}(n^3) 的复杂度。我们利用 SSM 的结构和性质开发了 O(n2)\mathcal{O}(n^2) 的解决方案。这导致可无缝集成到现有 CL 方法中的高效正则化机制。全面实验在包括 ImageNet-R 和 Caltech-256 在内的具有挑战性的基准测试上,显著减少了遗忘,同时在顺序任务上提高了准确率。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.18604,
  title  = {Exemplar-Free Continual Learning for State Space Models},
  author = {Isaac Ning Lee and Leila Mahmoodi and Trung Le and Mehrtash Harandi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.18604},
  year   = {2026}
}

备注

Accepted at CVPR 2026