小样本学习(Few-Shot Learning)是一种机器学习范式,旨在在仅有少量标注数据的情况下快速适应新任务或识别新类别。与传统监督学习不同,它不需要大量标注数据,适用于数据稀缺的场景,如图像分类、自然语言处理、语音识别和医疗诊断等。小样本学习的核心思想是通过少量样本快速适配新任务,其核心在于“用少量样本快速适配新任务”。
小样本学习的实现方法包括元学习(如MAML、Reptile、Prototypical Networks)、数据增强、预训练与迁移学习以及对抗训练等。元学习通过学习如何学习,提升模型泛化能力,常用算法包括模型无关元学习(MAML)、匹配网络、原型网络和关系网络等。此外,小样本学习在计算机视觉、自然语言处理、医疗影像分析等领域有广泛应用。
小样本学习的挑战包括泛化能力、解释性和效率等,未来研究将聚焦更高效的算法、更好的数据表示和多模态融合。尽管小样本学习在数据稀缺或昂贵的场景中具有重要价值,但其在准确性、过拟合和算法开发复杂性方面仍面临挑战。
小样本学习的定义强调其与传统监督学习的区别,即在仅有少量样本的情况下进行学习,而非依赖大量数据。其核心在于通过支持集和查询集的结构,使模型在少量示例下快速泛化。小样本学习在数据稀缺、昂贵或不断变化的场景中尤为重要,如医疗、工业检测等。
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