存儲(chǔ)器解決方案的全球領(lǐng)導(dǎo)者鎧俠株式會(huì)社(Kioxia Corporation)開發(fā)了一種基于Memory-Centric AI的圖像分類系統(tǒng)。Memory-Centric AI是一項(xiàng)利用大容量存儲(chǔ)器的人工智能技術(shù)。該系統(tǒng)使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)圖像進(jìn)行分類，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)會(huì)參考外部大容量存儲(chǔ)器中的知識(shí)；這樣可避免“災(zāi)難性遺忘”(catastrophic forgetting)這一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主要挑戰(zhàn)，并可在不損失當(dāng)前知識(shí)的情況下添加或更新知識(shí)。鎧俠于10月25日在特拉維夫舉行的2022年歐洲計(jì)算機(jī)視覺會(huì)議(ECCV 2022)上對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了口頭匯報(bào)。ECCV是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的頂級(jí)會(huì)議[1]。

傳統(tǒng)的人工智能技術(shù)通過更新名為“權(quán)重”的參數(shù)來訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從而獲取知識(shí)。一旦完成訓(xùn)練，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)必須從頭開始重新訓(xùn)練，或者用新數(shù)據(jù)進(jìn)行微調(diào)才能獲取新知識(shí)。前者需要大量的時(shí)間并消耗大量的能源成本，而后者需要更新參數(shù)并面臨災(zāi)難性的遺忘問題，即喪失曾獲得的知識(shí)，導(dǎo)致分類精度下降。

為解決基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像分類系統(tǒng)的成本和準(zhǔn)確性問題，新的解決方案將大量的圖像數(shù)據(jù)、標(biāo)簽和圖像特征圖[2]作為知識(shí)存儲(chǔ)在一個(gè)大容量存儲(chǔ)器中。然后，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過參考這些存儲(chǔ)的知識(shí)對(duì)圖像進(jìn)行分類（圖1）。這種方法通過向存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)添加新獲得的圖像標(biāo)簽和特征圖來增加或更新知識(shí)。由于不需要重新訓(xùn)練或更新權(quán)重，不僅避免了“災(zāi)難性遺忘”，圖像分類也能保持更高準(zhǔn)確度。

此外，由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)圖像進(jìn)行分類時(shí)參考了所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，因而分類結(jié)果所依據(jù)的數(shù)據(jù)具備可視化，從而有望提高人工智能的可解釋性[3]、緩解黑盒問題[4]，并支持對(duì)知識(shí)來源進(jìn)行選擇性地修改。此外，通過分析所引用的數(shù)據(jù)，可以根據(jù)引用頻率來評(píng)估每個(gè)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的貢獻(xiàn)。

鎧俠秉承“用‘內(nèi)存’提升世界”使命，持續(xù)為人工智能和存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)，鎧俠將Memory-Centric AI從圖像分類擴(kuò)展到其他領(lǐng)域，并促進(jìn)采用大容量存儲(chǔ)的人工智能技術(shù)的研究和開發(fā)。

關(guān)于歐洲計(jì)算機(jī)視覺會(huì)議

歐洲計(jì)算機(jī)視覺會(huì)議(ECCV)是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的頂級(jí)會(huì)議。近年來，ECCV已被確立為人工智能研究論文發(fā)表的主要場(chǎng)合，涵蓋圖像分類、物體檢測(cè)和其他使用深度學(xué)習(xí)的技術(shù)。今年的口頭報(bào)告接收率為2.7%。

[1] Paper title: K. Nakata et. al., “Revisiting a kNN-based Image Classification System with High-capacity Storage”, European Conference on Computer Vision 2022 (ECCV 2022)（論文題目：K. Nakata等人，“重新審視基于kNN的大容量存儲(chǔ)的圖像分類系統(tǒng)”，2022年歐洲計(jì)算機(jī)視覺會(huì)議）
[2] Image feature maps: multidimensional (e.g., 1,024-dimensional) numerical data obtained through neural network operations（圖像特征圖：通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)操作獲得的多維（如1,024維）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)）
[3] Explainability of AI: possibly of explaining the basis and reasons of results predicted by AI in a way that can be interpreted by humans.（人工智能的可解釋性：以人類解讀的方式解釋人工智能預(yù)測(cè)的結(jié)果的潛在基礎(chǔ)和原因。）
[4] Black-box problem: the process leading to the results predicted by AI is not interpretable to humans, making it a black box problem.（黑盒問題：人工智能預(yù)測(cè)結(jié)果的創(chuàng)造過程無法被人類解讀，成為一項(xiàng)黑盒問題。）

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大容量存儲(chǔ)的圖像分類技術(shù)（圖示：美國(guó)商業(yè)資訊）