伪标签的使用占上处,以解决无监督的域自适应(UDA)重新识别(RE-ID),具有最佳性能。事实上,这家族的方法已经上升到几个有效的UDA重新ID特定框架。在这些作品中,改善伪标签UDA重新ID性能的研究方向多样化,主要基于直觉和实验:炼制伪标签,减少伪标签中的错误的影响......它可能很难推断出来它们是一般的良好做法,可以以任何伪标记方法实施,以始终如一地提高其性能。为了解决这一关键问题,提出了一个关于伪标签UDA RE-ID的新的理论视图。这些贡献是三倍:(i)伪标签UDA重新ID的新理论框架,通过UDA重新ID性能的新一般学习上限,正式化。 (ii)伪标签的一般良好做法,直接推导出拟议的理论框架的解释,以改善目标重新ID表现。 (iii)关于具有挑战性的人和车辆交叉数据集重新ID任务的广泛实验,对各种最先进的方法和各种建议的良好实践实现显示了一致的性能改进。
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未经监督的域适应(UDA)用于重新识别(RE-ID)是一个具有挑战性的任务:避免昂贵的附加数据的注释,它旨在将知识从域转移到仅具有未标记数据的域的带注释数据。已证明伪标签方法已对UDA重新ID有效。然而,这些方法的有效性大量取决于通过聚类影响影响伪标签的一些超参数(HP)的选择。兴趣领域缺乏注释使得这一选择是非微不足道的。目前的方法只需重复使用所有适应任务的相同的经验值,并且无论通过伪标记培训阶段都会改变的目标数据表示。由于这种简单的选择可能会限制其性能,我们的目标是解决这个问题。我们提出了对聚类UDA RE-ID进行培训选择的新理论基础以及伪标签UDA聚类的自动和循环HP调谐方法:丘比巴。 Hyprass在伪标记方法中包含两个模块:(i)基于标记源验证集的HP选择和(ii)特征歧视的条件域对齐,以改善基于源样本的HP选择。关于常用的人员重新ID和车辆重新ID数据集的实验表明,与常用的经验HP设置相比,我们所提出的次数始终如一地提高RE-ID中最先进的方法。
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所有著名的机器学习算法构成了受监督和半监督的学习工作,只有在一个共同的假设下:培训和测试数据遵循相同的分布。当分布变化时,大多数统计模型必须从新收集的数据中重建,对于某些应用程序,这些数据可能是昂贵或无法获得的。因此,有必要开发方法,以减少在相关领域中可用的数据并在相似领域中进一步使用这些数据,从而减少需求和努力获得新的标签样品。这引起了一个新的机器学习框架,称为转移学习:一种受人类在跨任务中推断知识以更有效学习的知识能力的学习环境。尽管有大量不同的转移学习方案,但本调查的主要目的是在特定的,可以说是最受欢迎的转移学习中最受欢迎的次级领域,概述最先进的理论结果,称为域适应。在此子场中,假定数据分布在整个培训和测试数据中发生变化,而学习任务保持不变。我们提供了与域适应性问题有关的现有结果的首次最新描述,该结果涵盖了基于不同统计学习框架的学习界限。
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基于聚类的无监督域自适应(UDA)人重新识别(Reid)可减少详尽的注释。然而,由于嵌入不良的功能嵌入和不完美的聚类,目标域数据的伪标签本身包含错误的错误比例,这将误导特色。在本文中,我们提出了一种名为概率不确定性的方法,用于域自适应人员重新识别域的概率不确定性引导逐行标签炼油厂(P $ ^ 2 $ LR)。首先,我们建议将标记不确定性与概率距离一起模拟,以及理想的单峰分布。建立定量标准以测量伪标签的不确定性,并促进网络培训。其次,我们探索精炼伪标签的渐进战略。凭借不确定性引导的替代优化,我们在目标域数据探索与嘈杂标签的负面影响之间平衡。在强大的基线之上,我们获得了重大改进,实现了四个UDA Reid基准的最先进的表现。具体而言,我们的方法在Duke2market任务上占据了6.5%地图的基线,同时超过了最先进的方法,在Market2MSMT任务上将最先进的方法映射到2.5%地图。
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Due to the ability of deep neural nets to learn rich representations, recent advances in unsupervised domain adaptation have focused on learning domain-invariant features that achieve a small error on the source domain. The hope is that the learnt representation, together with the hypothesis learnt from the source domain, can generalize to the target domain. In this paper, we first construct a simple counterexample showing that, contrary to common belief, the above conditions are not sufficient to guarantee successful domain adaptation. In particular, the counterexample exhibits conditional shift: the class-conditional distributions of input features change between source and target domains. To give a sufficient condition for domain adaptation, we propose a natural and interpretable generalization upper bound that explicitly takes into account the aforementioned shift. Moreover, we shed new light on the problem by proving an information-theoretic lower bound on the joint error of any domain adaptation method that attempts to learn invariant representations. Our result characterizes a fundamental tradeoff between learning invariant representations and achieving small joint error on both domains when the marginal label distributions differ from source to target. Finally, we conduct experiments on real-world datasets that corroborate our theoretical findings. We believe these insights are helpful in guiding the future design of domain adaptation and representation learning algorithms.
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无监督域适应(UDA)的绝大多数现有算法都集中在以一次性的方式直接从标记的源域调整到未标记的目标域。另一方面,逐渐的域适应性(GDA)假设桥接源和目标的$(t-1)$未标记的中间域,并旨在通过利用中间的路径在目标域中提供更好的概括。在某些假设下,Kumar等人。 (2020)提出了一种简单的算法,逐渐自我训练,以及按$ e^{o(t)} \ left的顺序结合的概括(\ varepsilon_0+o \ of \ left(\ sqrt {log(log(log(t)/n log(t)/n) } \ right)\ right)$对于目标域错误,其中$ \ varepsilon_0 $是源域错误,$ n $是每个域的数据大小。由于指数因素,当$ t $仅适中时,该上限变得空虚。在这项工作中,我们在更一般和放松的假设下分析了逐步的自我训练,并证明概括为$ \ varepsilon_0 + o \ left(t \ delta + t/\ sqrt {n} {n} \ right) + \ widetilde { o} \ left(1/\ sqrt {nt} \ right)$,其中$ \ delta $是连续域之间的平均分配距离。与对$ t $作为乘法因素的指数依赖性的现有界限相比,我们的界限仅取决于$ t $线性和添加性。也许更有趣的是,我们的结果意味着存在最佳的$ t $的最佳选择,从而最大程度地减少了概括性错误,并且自然也暗示了一种构造中间域路径的最佳方法,以最大程度地减少累积路径长度$ t \ delta源和目标之间的$。为了证实我们理论的含义,我们检查了对多个半合成和真实数据集的逐步自我训练,这证实了我们的发现。我们相信我们的见解为未来GDA算法设计的途径提供了前进的途径。
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Discriminative learning methods for classification perform well when training and test data are drawn from the same distribution. Often, however, we have plentiful labeled training data from a source domain but wish to learn a classifier which performs well on a target domain with a different distribution and little or no labeled training data. In this work we investigate two questions. First, under what conditions can a classifier trained from source data be expected to perform well on target data? Second, given a small amount of labeled target data, how should we combine it during training with the large amount of labeled source data to achieve the lowest target error at test time?
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半监督域适应(SSDA)是一种具有挑战性的问题,需要克服1)以朝向域的较差的数据和2)分布换档的方法。不幸的是,由于培训数据偏差朝标标样本训练,域适应(DA)和半监督学习(SSL)方法的简单组合通常无法解决这两个目的。在本文中,我们介绍了一种自适应结构学习方法,以规范SSL和DA的合作。灵感来自多视图学习,我们建议的框架由共享特征编码器网络和两个分类器网络组成,用于涉及矛盾的目的。其中,其中一个分类器被应用于组目标特征以提高级别的密度,扩大了鲁棒代表学习的分类集群的间隙。同时,其他分类器作为符号器,试图散射源功能以增强决策边界的平滑度。目标聚类和源扩展的迭代使目标特征成为相应源点的扩张边界内的封闭良好。对于跨域特征对齐和部分标记的数据学习的联合地址,我们应用最大平均差异(MMD)距离最小化和自培训(ST)将矛盾结构投影成共享视图以进行可靠的最终决定。对标准SSDA基准的实验结果包括Domainnet和Office-Home,展示了我们对最先进的方法的方法的准确性和稳健性。
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无监督的人重新识别(RE-ID)由于其可扩展性和对现实世界应用的可能性而吸引了增加的研究兴趣。最先进的无监督的重新ID方法通常遵循基于聚类的策略,该策略通过聚类来生成伪标签,并维护存储器以存储实例功能并代表群集的质心进行对比​​学习。这种方法遇到了两个问题。首先,无监督学习产生的质心可能不是一个完美的原型。强迫图像更接近质心,强调了聚类的结果,这可能会在迭代过程中积累聚类错误。其次,以前的方法利用在不同的训练迭代中获得的功能代表一种质心,这与当前的训练样本不一致,因为这些特征不是直接可比的。为此,我们通过随机学习策略提出了一种无监督的重新ID方法。具体来说,我们采用了随机更新的内存,其中使用集群的随机实例来更新群集级内存以进行对比度学习。这样,学会了随机选择的图像对之间的关​​系,以避免由不可靠的伪标签引起的训练偏见。随机内存也始终是最新的,以保持一致性。此外,为了减轻摄像机方差的问题,在聚类过程中提出了一个统一的距离矩阵,其中减少了不同摄像头域的距离偏置,并强调了身份的差异。
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自我监督的学习(SSL)最近成为特征学习方法中的最爱。因此,它可以吸引域适应方法来考虑结合SSL。直觉是强制执行实例级别一致性,使得预测器在域中变得不变。但是,域适应制度中的大多数现有SSL方法通常被视为独立的辅助组件,使域自适应的签名无人看管。实际上,域间隙消失的最佳区域和SSL PERUSES的实例级别约束可能根本不一致。从这一点来看,我们向一个特定的范式的自我监督学习量身定制,用于域适应,即可转让的对比学习(TCL),这与SSL和所需的跨域转移性相一致地联系起来。我们发现对比学习本质上是一个合适的域适应候选者,因为它的实例不变性假设可以方便地促进由域适应任务青睐的跨域类级不变性。基于特定的记忆库结构和伪标签策略,TCL然后通过清洁和新的对比损失来惩罚源头和靶之间的跨域内域差异。免费午餐是由于纳入对比学习,TCL依赖于移动平均的关键编码器,自然地实现了用于目标数据的伪标签的暂停标签,这避免了无额外的成本。因此,TCL有效地减少了跨域间隙。通过对基准(Office-Home,Visda-2017,Diamet-Five,PACS和Domainnet)进行广泛的实验,用于单源和多源域适配任务,TCL已经证明了最先进的性能。
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Deep learning has produced state-of-the-art results for a variety of tasks. While such approaches for supervised learning have performed well, they assume that training and testing data are drawn from the same distribution, which may not always be the case. As a complement to this challenge, single-source unsupervised domain adaptation can handle situations where a network is trained on labeled data from a source domain and unlabeled data from a related but different target domain with the goal of performing well at test-time on the target domain. Many single-source and typically homogeneous unsupervised deep domain adaptation approaches have thus been developed, combining the powerful, hierarchical representations from deep learning with domain adaptation to reduce reliance on potentially-costly target data labels. This survey will compare these approaches by examining alternative methods, the unique and common elements, results, and theoretical insights. We follow this with a look at application areas and open research directions.
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虽然在许多域内生成并提供了大量的未标记数据,但对视觉数据的自动理解的需求高于以往任何时候。大多数现有机器学习模型通常依赖于大量标记的训练数据来实现高性能。不幸的是,在现实世界的应用中,不能满足这种要求。标签的数量有限,手动注释数据昂贵且耗时。通常需要将知识从现有标记域传输到新域。但是,模型性能因域之间的差异(域移位或数据集偏差)而劣化。为了克服注释的负担,域适应(DA)旨在在将知识从一个域转移到另一个类似但不同的域中时减轻域移位问题。无监督的DA(UDA)处理标记的源域和未标记的目标域。 UDA的主要目标是减少标记的源数据和未标记的目标数据之间的域差异,并在培训期间在两个域中学习域不变的表示。在本文中,我们首先定义UDA问题。其次,我们从传统方法和基于深度学习的方法中概述了不同类别的UDA的最先进的方法。最后,我们收集常用的基准数据集和UDA最先进方法的报告结果对视觉识别问题。
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最近,许多方法通过基于伪标签的对比学习来解决无监督的域自适应人员重新识别(UDA RE-ID)问题。在培训期间,通过简单地平均来自具有相同伪标签的集群的所有实例特征来获得UNI-Firedroid表示。然而,由于群集结果不完美的聚类结果,群集可能包含具有不同标识(标签噪声)的图像,这使得UNI质心表示不适当。在本文中,我们介绍了一种新的多质心存储器(MCM),以在群集中自适应地捕获不同的身份信息。 MCM可以通过为查询图像选择适当的正/负质心来有效地减轻标签噪声问题。此外,我们进一步提出了两种策略来改善对比学习过程。首先,我们介绍了一个域特定的对比度学习(DSCL)机制,通过仅通过相同域进行比较样本来完全探索局部信息。其次,我们提出了二阶最近的插值(Soni)以获得丰富和信息性的负样本。我们将MCM,DSCL和Soni集成到一个名为Multi-Firedroid表示网络(MCRN)的统一框架中。广泛的实验证明了MCRN在多个UDA重新ID任务上的最先进方法和完全无监督的重新ID任务的优越性。
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语义分割在广泛的计算机视觉应用中起着基本作用,提供了全球对图像​​的理解的关键信息。然而,最先进的模型依赖于大量的注释样本,其比在诸如图像分类的任务中获得更昂贵的昂贵的样本。由于未标记的数据替代地获得更便宜,因此无监督的域适应达到了语义分割社区的广泛成功并不令人惊讶。本调查致力于总结这一令人难以置信的快速增长的领域的五年,这包含了语义细分本身的重要性,以及将分段模型适应新环境的关键需求。我们提出了最重要的语义分割方法;我们对语义分割的域适应技术提供了全面的调查;我们揭示了多域学习,域泛化,测试时间适应或无源域适应等较新的趋势;我们通过描述在语义细分研究中最广泛使用的数据集和基准测试来结束本调查。我们希望本调查将在学术界和工业中提供具有全面参考指导的研究人员,并有助于他们培养现场的新研究方向。
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以前的无监督域适应性(UDA)方法旨在通过从富含标签的源域到未标记的目标域的单向知识转移来促进目标学习,而到目前为止,尚未共同考虑其从目标到源的反向适应性。实际上,在一些真正的教学实践中,老师帮助学生学习,同时在某种程度上也从学生那里获得晋升,这激发了我们探索域之间的双向知识转移,因此提出了双重校正适应网络(DUALCAN)在本文中。但是,由于跨域的不对称标签知识,从未标记的目标转移到标记的来源比共同的源与目标对应物更加困难。首先,由源预测的目标伪标签通常涉及模型偏差引起的噪音,因此在反向适应中,它们可能会损害源绩效并带来负目标转换。其次,源域通常包含先天噪声,这将不可避免地加剧目标噪声,从而导致跨域的噪声扩增。为此,我们进一步引入了噪声识别和校正(NIC)模块,以纠正和回收两个域中的噪声。据我们所知,这是对嘈杂UDA的双向适应的首次幼稚尝试,并且自然适用于无噪声UDA。给出理论理由以说明我们的直觉的合理性。经验结果证实了双can的有效性,其性能在最先进的方面具有显着的性能,尤其是对于极端嘈杂的任务(例如,PW-> pr和PR-> RW的办公室房屋)的有效性。
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无监督域适应(UDA)旨在将知识从相关但不同的良好标记的源域转移到新的未标记的目标域。大多数现有的UDA方法需要访问源数据,因此当数据保密而不相配在隐私问题时,不适用。本文旨在仅使用培训的分类模型来解决现实设置,而不是访问源数据。为了有效地利用适应源模型,我们提出了一种新颖的方法,称为源假设转移(拍摄),其通过将目标数据特征拟合到冻结源分类模块(表示分类假设)来学习目标域的特征提取模块。具体而言,拍摄挖掘出于特征提取模块的信息最大化和自我监督学习,以确保目标特征通过同一假设与看不见的源数据的特征隐式对齐。此外,我们提出了一种新的标签转移策略,它基于预测的置信度(标签信息),然后采用半监督学习来将目标数据分成两个分裂,然后提高目标域中的较为自信预测的准确性。如果通过拍摄获得预测,我们表示标记转移为拍摄++。关于两位数分类和对象识别任务的广泛实验表明,拍摄和射击++实现了与最先进的结果超越或相当的结果,展示了我们对各种视域适应问题的方法的有效性。代码可用于\ url {https://github.com/tim-learn/shot-plus}。
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最近,无监督的人重新识别(RE-ID)引起了人们的关注,因为其开放世界情景设置有限,可用的带注释的数据有限。现有的监督方法通常无法很好地概括在看不见的域上,而无监督的方法(大多数缺乏多范围的信息),并且容易患有确认偏见。在本文中,我们旨在从两个方面从看不见的目标域上找到更好的特征表示形式,1)在标记的源域上进行无监督的域适应性和2)2)在未标记的目标域上挖掘潜在的相似性。此外,提出了一种协作伪标记策略,以减轻确认偏见的影响。首先,使用生成对抗网络将图像从源域转移到目标域。此外,引入了人身份和身份映射损失,以提高生成图像的质量。其次,我们提出了一个新颖的协作多元特征聚类框架(CMFC),以学习目标域的内部数据结构,包括全局特征和部分特征分支。全球特征分支(GB)在人体图像的全球特征上采用了无监督的聚类,而部分特征分支(PB)矿山在不同人体区域内的相似性。最后,在两个基准数据集上进行的广泛实验表明,在无监督的人重新设置下,我们的方法的竞争性能。
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关于无监督的域适应性(UDA)的广泛研究已将有限的实验数据集深入学习到现实世界中无约束的领域。大多数UDA接近通用嵌入空间中的对齐功能,并将共享分类器应用于目标预测。但是,由于当域差异很大时可能不存在完全排列的特征空间,因此这些方法受到了两个局限性。首先,由于缺乏目标标签监督,强制域的比对会恶化目标域的可区分性。其次,源监督分类器不可避免地偏向源数据,因此它在目标域中的表现可能不佳。为了减轻这些问题,我们建议在两个集中在不同领域的空间中同时进行特征对齐,并为每个空间创建一个针对该域的面向域的分类器。具体而言,我们设计了一个面向域的变压器(DOT),该变压器(DOT)具有两个单独的分类令牌,以学习不同的面向域的表示形式和两个分类器,以保持域的可区分性。理论保证的基于对比度的对齐和源指导的伪标签细化策略被用来探索域名和特定信息。全面的实验验证了我们的方法在几个基准上实现了最先进的方法。
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最先进的无监督的RE-ID方法使用基于内存的非参数软制AX丢失训练神经网络。存储在存储器中的实例特征向量通过群集和更新在实例级别中分配伪标签。然而,不同的簇大小导致每个群集的更新进度中的不一致。为了解决这个问题,我们呈现了存储特征向量的集群对比度,并计算群集级别的对比度损耗。我们的方法采用唯一的群集表示来描述每个群集,从而产生群集级存储字典。以这种方式,可以有效地保持聚类的一致性,在整个阶段,可以显着降低GPU存储器消耗。因此,我们的方法可以解决集群不一致的问题,并且适用于较大的数据集。此外,我们采用不同的聚类算法来展示我们框架的鲁棒性和泛化。与标准无监督的重新ID管道的集群对比的应用达到了9.9%,8.3%,12.1%的显着改善,而最新的无人纯粹无监督的重新ID方法和5.5%,4.8%,4.4%地图相比与市场,公爵和MSMT17数据集上的最先进的无监督域适应重新ID方法相比。代码可在https://github.com/alibaba/cluster-contrast获得。
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Unsupervised Domain Adaptation (UDA) makes predictions for the target domain data while manual annotations are only available in the source domain. Previous methods minimize the domain discrepancy neglecting the class information, which may lead to misalignment and poor generalization performance. To address this issue, this paper proposes Contrastive Adaptation Network (CAN) optimizing a new metric which explicitly models the intra-class domain discrepancy and the inter-class domain discrepancy. We design an alternating update strategy for training CAN in an end-to-end manner. Experiments on two real-world benchmarks Office-31 and VisDA-2017 demonstrate that CAN performs favorably against the state-of-the-art methods and produces more discriminative features.
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