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使用 Multibatch 方法学习用于人脸识别的度量嵌入

计算机视觉与模式识别 2016-05-25 v1

摘要

本工作源于一项工程任务:在运行于嵌入式系统上的最小计算预算下,实现接近最先进水平的人脸识别。我们的主要技术贡献围绕一种名为 Multibatch 的新型训练方法,用于相似性学习,即通过训练“相同”和“不同”人脸图像对来生成不变的“人脸签名”的任务。Multibatch 方法首先生成一个小批量 kk 张人脸图像的签名,然后利用该小批量中的所有 k2kk^2-k 个对来构建全梯度的无偏估计。我们证明,在一些温和条件下,Multibatch 估计量的方差受限于 O(1/k2)O(1/k^2)。相比之下,依赖于随机 k/2k/2 个对的标准梯度估计量的方差为 1/k1/k 量级。Multibatch 估计量较小的方差显著加快了随机梯度下降的收敛速度。使用 Multibatch 方法,我们训练了一个深度卷积神经网络,在 LFW 基准测试上达到了 98.2%98.2\% 的准确率,而其预测运行时间在单个 ARM Cortex A9 核心上仅需 3030 毫秒。此外,整个训练过程在单个 Titan X GPU 上仅耗时 12 小时。

关键词

引用

@article{arxiv.1605.07270,
  title  = {Learning a Metric Embedding for Face Recognition using the Multibatch Method},
  author = {Oren Tadmor and Yonatan Wexler and Tal Rosenwein and Shai Shalev-Shwartz and Amnon Shashua},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1605.07270},
  year   = {2016}
}