零次學習（Zero-shot Learning，ZSL）是一種新興的機器學習任務，其目標是透過學習已知類別與未知類別之間的映射關係，實現未知類別的分類。相較於傳統的監督式學習任務，零次學習不需要在訓練階段提前取得未知類別的資料。它透過學習已知類別與未知類別之間的語義關係，推斷出未知類別的屬性以及它們在特徵空間中的位置，從而實現對未知類別的分類。這種方法的優點在於能夠處理未知類別的情況，使得模型有更好的泛化能力。
零次學習是一種應用廣泛的技術，尤其在自然語言處理和電腦視覺領域。在自然語言處理中，零次學習可用於處理新詞彙的分類和情緒分析等任務。在電腦視覺中，零次學習可用於新物體的辨識和場景理解等任務。隨著深度學習技術的不斷發展，零次學習已成為備受關注的研究方向。
零次學習的核心挑戰在於學習如何將已知類別對應到未知類別。常見的方法是透過學習已知類別與語意空間之間的映射關係，然後利用語意空間中的相似度量函數，將未知類別對應到語意空間中的位置。語意空間通常由從現有知識庫中提取的語意屬性所構成，如WordNet中的詞彙關係、知識圖譜中的實體關係等。這種方法允許我們在沒有先驗知識的情況下推斷未知類別的屬性和特徵，從而擴展我們的學習能力。透過在語義空間中建立準確的映射關係，我們可以更好地理解和處理未知類別的資料。
具體來說，零次學習的過程可以分為以下幾個步驟：
1）取得已知類別的資料
在訓練階段，取得已知類別的數據，並提取它們的特徵表示。這些特徵可以是手工設計的特徵，也可以是使用深度學習模型從原始資料中學習得到的特徵。
2）建構語意空間
從現有知識庫中提取語意屬性，並將它們組成語意空間。例如，在自然語言處理中，可以使用WordNet中的關係來建構語意空間；在電腦視覺中，可以使用知識圖譜中的實體關係來建構語意空間。
3）學習從已知類別到語義空間的映射關係
使用已知類別的資料和它們的特徵表示，學習從已知類別到語意空間的映射關係。這可以透過訓練一個分類器，使得分類器的輸出在語義空間中的距離和已知類別的語義屬性匹配得最好來實現。
4）將未知類別對應到語意空間中的位置
使用語意空間中的相似度量函數，將未知類別對應到語意空間中的位置。這可以透過計算未知類別與已知類別在語意空間中的距離，選取距離最近的已知類別來實現。
5）進行分類
根據未知類別在語意空間中的位置，使用已知類別的分類器進行分類預測。
要注意的是，零次學習並不是完全沒有訓練數據，而是在訓練階段只使用已知類別的數據。因此，零次學習的成功與否取決於已知類別的品質和數量。如果已知類別的品質和數量足夠好，那麼零次學習可以實現對未知類別的準確分類。
在實際應用中，零次學習也面臨一些挑戰，例如：
1.不同領域知識庫之間的差異：不同領域的知識庫中的語意屬性可能有很大的差異，這會影響零次學習的表現。
2.語意屬性的選擇與組合：語意屬性的選擇與組合對零次學習的表現有很大的影響，但如何選擇和組合語意屬性並沒有一個明確的答案。
3.資料稀疏性問題：在實際應用中，未知類別的資料往往非常稀疏，這會影響到零次學習的準確性。
4.零次學習的泛化能力：零次學習需要從有限的已知類別中學習到未知類別的屬性，但如何保證學習到的屬性可以泛化到未知類別仍然是一個開放性問題。
未來，隨著深度學習技術的持續發展，零次學習將會得到更廣泛的應用。同時，研究人員也需要進一步探索如何解決零次學習中面臨的挑戰，以提高零次學習的準確性和泛化能力。
以上是未知類別的映射關係的零次學習方式的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！
