While deep learning has proved to be useful in a large variety of tasks, a limitation remains of needing all classes and samples to be present at the training stage in supervised problems. This is a major issue in the field of biomedical imaging since keeping samples in the training sets consistently is often a liability. Furthermore, this issue prevents the simple updating of older models with only the new data when it is introduced, and prevents collaboration between companies. In this work, we examine an array of Continual Learning approaches to try to improve upon the baseline of the naive finetuning approach when retraining on new tasks, and achieve accuracy levels similar to the ones seen when all the data is available at the same time. Continual learning approaches with which we attempt to mitigate the problem are EWC, UCB, EWC Online, SI, MAS, CN-DPM. We explore some complex scenarios with varied classes being included in the tasks, as well as close to ideal scenarios where the sample size is balanced among the tasks. Overall, we focus on X-ray images, since they encompass a large variety of diseases, with new diseases requiring retraining. In the preferred setting, where classes are relatively balanced, we get an accuracy of 63.30 versus a baseline of 53.92 and the target score of 66.83. For the continued training on the same classes, we get an accuracy of 35.52 versus a baseline of 27.73. We also examine whether learning rate adjustments at task level improve accuracy, with some improvements for EWC Online. The preliminary results indicate that CL approaches such as EWC Online and SI could be integrated into radiography data learning pipelines to reduce catastrophic forgetting in situations where some level of sequential training ability justifies the significant computational overhead. / Även om djupinlärning har visat sig vara användbart i en mängd olika uppgifter, kvarstår en begränsning av att behöva alla klasser och prover som finns på utbildningsstadiet i övervakade problem. Detta är en viktig fråga inom området biomedicinsk avbildning eftersom det ofta är en belastning att hålla prover i träningsuppsättningarna. Dessutom förhindrar det här problemet enkel uppdatering av äldre modeller med endast nya data när de introduceras och förhindrar samarbete mellan företag. I det här arbetet undersöker vi en rad kontinuerliga inlärningsmetoder för att försöka förbättra baslinjen för den naiva finjusteringsmetoden vid omskolning på nya uppgifter och närma sig noggrannhetsnivåer som de som ses när alla data är tillgängliga samtidigt. Kontinuerliga inlärningsmetoder som vi försöker mildra problemet med inkluderar bland annat EWC, UCB, EWC Online, SI. Vi utforskar några komplexa scenarier med olika klasser som ingår i uppgifterna, samt nära idealiska scenarier där exempelstorleken balanseras mellan uppgifterna. Sammantaget fokuserar vi på röntgenbilder, eftersom de omfattar ett stort antal sjukdomar, med nya sjukdomar som kräver omskolning. I den föredragna inställningen får vi en noggrannhet på 63,30 jämfört med en baslinje på 53,92 och målpoängen på 66,83. Medan vi för den utökade träningen på samma klasser får en noggrannhet på 35,52 jämfört med en baslinje på 27,73. Vi undersöker också om justeringar av inlärningsfrekvensen på uppgiftsnivå förbättrar noggrannheten, med vissa förbättringar för EWC Online. De preliminära resultaten tyder på att CL-metoder som EWC Online och SI kan integreras i rörledningar för röntgendatainlärning för att minska katastrofal glömska i situationer där en viss nivå av sekventiell utbildningsförmåga motiverar den betydande beräkningskostnaden.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-309524 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Soselia, Davit |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2022:29 |
Page generated in 0.0029 seconds