[MOCO v3] An Empirical Study of Training Self-Supervised Vision Transformers

1、目的

        探索基于contrastive/Siamese范式(而非masked auto-encoding范式)和ViT结构(而非卷积网络)的自监督学习

2、方法

        MoCo v3

                ​​​​​​​        

        1)random data augmentation

        2)query encoder f_{q},key encoder f_{k}

        3)学习目标是retrieve corresponding "key"。损失函数用InfoNCE:

                ​​​​​​​        ​​​​​​​        

        4)不用memory queue,因为batch足够大

        5)encoder = backbone + projection head + prediction head。f_{k}f_{q}的moving average,但去除了prediction head

3、训练稳定性

        训练的稳定性不会导致网络不收敛,而会导致准确性下降

        1)batch size过大时导致训练不稳定

        2)learning rate = lr \times BatchSize / 256。学习率越小,训练越稳定,但可能under-fitting;学习率越大,训练越不稳定

        3)optimizer

                LAMB(AdamW-counterpart of LARS)对lr的要求比较高,最终还是选用AdamW

        4)提升稳定性的trick

                gradient spike先出现在first layer,然后在几个iteration之后出现在last layer,说明训练不稳定性起源于shallower layers

                固定random patch projection层可以提升稳定性,而BatchNorm、WeightNorm、(阈值不够小的)gradient clip作用不大         

                将3通道16x16的patch编码为768-d的输出,信息损失可以忽略不计,因此即便用随机参数初始化也可以    

4、其他

        去除position embedding只轻微影响准确性,说明位置信息还没有被充分探索

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