arXiv cs.AI精选76

DISCERN:用于无保留集增量机器遗忘的分布式合成回放

DISCERN: Distributional Synthetic Replay for Retain-Free Incremental Machine Unlearning

· 17小时前

精选理由

提出按类别拟合并选择合适分布生成合成嵌入,使模型无需保留训练数据也能稳定逐类遗忘,尤其适用于视觉Transformer。

AI 摘要

机器遗忘旨在从已训练的模型中移除特定训练数据的影响,而无需从头重新训练。然而,在实际部署中,删除请求会随时间陆续到来,因此需要增量类别遗忘(ICU):依次移除各个类别,确保此前已遗忘的知识不再恢复,同时保留其余类别的知识。我们提出 DISCERN(用于无保留集增量遗忘的分布式合成回放),这是一种基于干预的类别遗忘方法,通过从各类别的参数化分布中采样合成嵌入,替代对保留集的访问。基于原型的回放假设每个类别质心周围服从各向同性高斯分布;与之不同,DISCERN 为每个类别拟合欧氏分布族(高斯分布、Laplace 分布、Student's $t$ 分布)和方向分布族(von Mises--Fisher 分布、Fisher--Bingham 分布),并通过统计检验在这些分布中进行选择;若所有候选分布均未通过检验,则依据交叉验证对数似然进行选择。这一设计源于随架构而异的潜在空间几何特性:与卷积网络的嵌入不同,transformer 的嵌入近似位于超球面上,并集中在各类别的方向周围。我们在 MNIST、CIFAR-10 和 CIFAR-100 上,采用两个卷积骨干网络和两个 transformer 骨干网络,在单类别、多类别和增量遗忘设置下,将 DISCERN 与七种无需保留集的基线方法进行比较。当一次性移除多个类别时,DISCERN 具有竞争力;在基于 transformer 的 ICU 中,它是最稳定的方法:在 ViT-B/16 上,经过 20 次顺序删除后,其调和平均值仍保持在 $0.797$,而在同时删除设置下表现最强的方法则从 $0.918$ 降至 $0.048$。一项配对消融实验表明,按类别选择分布可显著减少此前已遗忘类别的重新出现,其作用在于稳定累积遗忘,而非在所有情况下都带来提升。

查看原文(arXiv cs.AI)