适应分布数据的数据是所有统计学习算法的元挑战，这些算法强烈依赖于I.I.D.假设。它导致不可避免的人工成本和在现实应用中的信心危机。为此，域的概括旨在从多个源域中的挖掘域 - 核定知识，这些知识可以推广到看不见的目标域。在本文中，通过利用图像的频域，我们独特地使用两个关键观察：（i）图像的高频信息描绘了对象边缘结构，该信息保留对象的高级语义信息自然是一致的跨不同域，（ii）低频组件保留对象平滑结构，而此信息易于域移动。在上述观察结果的激励下，我们引入（i）图像的高频和低频功能，（ii）一种信息交互机制，以确保两个部分的有用知识可以有效地合作，并且（iii）一种新型的数据增强技术，可在频域上起作用，以鼓励频率特征的稳健性。提出的方法在三个广泛使用的域概括基准（Digit-DG，Office-home和pac）上获得了最先进的性能。

域的概括（DG）旨在在一个或多个不同但相关的源域上学习一个模型，这些模型可以推广到看不见的目标域。现有的DG方法试图提示模型的概括能力的源域的多样性，同时他们可能必须引入辅助网络或达到计算成本。相反，这项工作应用了特征空间中的隐式语义增强来捕获源域的多样性。具体来说，包括距离度量学习（DML）的附加损失函数，以优化数据分布的局部几何形状。此外，采用跨熵损失的逻辑被无限增强作为DML损失的输入特征，以代替深度特征。我们还提供了理论分析，以表明逻辑可以近似于原始特征上定义的距离。此外，我们对方法背后的机制和理性进行了深入的分析，这使我们可以更好地了解为什么要代替特征的杠杆逻辑可以帮助域的概括。拟议的DML损失与隐式增强作用纳入了最近的DG方法中，即傅立叶增强联合老师框架（FACT）。同时，我们的方法也可以轻松地插入各种DG方法中。对三个基准测试（Digits-DG，PAC和办公室家庭）进行的广泛实验表明，该建议的方法能够实现最新的性能。

通过在多个观察到的源极域上培训模型，域概括旨在概括到无需进一步培训的任意看不见的目标领域。现有的作品主要专注于学习域不变的功能，以提高泛化能力。然而，由于在训练期间不可用目标域，因此前面的方法不可避免地遭受源极域中的过度。为了解决这个问题，我们开发了一个有效的基于辍学的框架，可以扩大模型的注意力，这可以有效地减轻过度的问题。特别地，与典型的辍学方案不同，通常在固定层上进行丢失，首先，我们随机选择一层，然后我们随机选择其通道以进行丢弃。此外，我们利用进步方案增加训练期间辍学的比率，这可以逐步提高培训模型的难度，以增强模型的稳健性。此外，为了进一步缓解过度拟合问题的影响，我们利用了在图像级和特征级别的增强方案来产生强大的基线模型。我们对多个基准数据集进行广泛的实验，该数据集显示了我们的方法可以优于最先进的方法。

从计算机视觉的频率的角度来看，以前的无监督域适应方法无法处理跨域问题。可以将不同域的图像或特征地图分解为低频组件和高频组件。本文提出了这样一个假设，即低频信息是更域的不变性，而高频信息包含与域相关的信息。因此，我们引入了一种名为低频模块（LFM）的方法，以提取域不变特征表示。 LFM由数字高斯低通滤波器构建。我们的方法易于实施，并且不引入额外的超参数。我们设计了两种有效的方法来利用LFM进行域的适应性，我们的方法与其他现有方法互补，并作为可以与这些方法结合使用的插件单元。实验结果表明，我们的LFM优于各种计算机视觉任务的最先进方法，包括图像分类和对象检测。

Domain generalization (DG) aims to train a model to perform well in unseen domains under different distributions. This paper considers a more realistic yet more challenging scenario,namely Single Domain Generalization (Single-DG), where only a single source domain is available for training. To tackle this challenge, we first try to understand when neural networks fail to generalize? We empirically ascertain a property of a model that correlates strongly with its generalization that we coin as "model sensitivity". Based on our analysis, we propose a novel strategy of Spectral Adversarial Data Augmentation (SADA) to generate augmented images targeted at the highly sensitive frequencies. Models trained with these hard-to-learn samples can effectively suppress the sensitivity in the frequency space, which leads to improved generalization performance. Extensive experiments on multiple public datasets demonstrate the superiority of our approach, which surpasses the state-of-the-art single-DG methods.

在过去的几年中，深度学习取得了巨大的成功。但是，面对非IID情况，深度学习的表现可能会阻碍。域的概括（DG）使模型可以概括为看不见的测试分布，即学习域不变表示。在本文中，我们认为域不变的特征应起源于内部和相互侧面。内部不变性意味着可以通过单个域学习这些功能，并且该功能捕获了数据的内在语义，即在域内的属性，这是其他域的不可知论。相互不变性意味着可以通过多个域（跨域）学习这些特征，并且功能包含常见信息，即可转移的功能W.R.T.其他域。然后，我们为域不变特征探索提出了DIFEX。 DIFEX采用知识蒸馏框架来捕获高级傅立叶相，作为内部不变的特征，并将跨域相关对准作为相互不变的特征。我们进一步设计了探索损失，以增加功能多样性以更好地概括。对时间序列和视觉基准测试的广泛实验表明，所提出的DIFEX实现了最先进的性能。

优化从看不见域的样本上的分类器的性能仍然是一个具有挑战性的问题。虽然大多数关于域泛化的研究侧重于学习域名特征表示，但已经提出了多专家框架作为可能的解决方案，并且已经表现出了有希望的性能。但是，当前的多专家学习框架在推理期间未能充分利用源域知识，从而导致次优性能。在这项工作中，我们建议适应变压器，以便动态解码域泛化的源域知识。具体来说，我们将一个特定于域的本地专家域每个源域和一个域 - 不可知要素分支为查询。变压器编码器将所有域特定功能编码为内存中的源域知识。在变压器解码器中，域名忽视查询与跨关注模块中的存储器交互，并且类似于输入的域将有助于注意输出。因此，源域知识得到动态解码，以推动来自未经看不见的域的电流输入。该机制使得提出的方法能够概括到看不见的域。所提出的方法已经在域泛化领域的三个基准中进行了评估，并与最先进的方法相比，具有最佳性能。

对于医学图像分析，在一个或几个领域训练的分割模型由于不同数据采集策略之间的差异而缺乏概括性的能力，无法看不见域。我们认为，分割性能的退化主要归因于过度拟合源域和域移位。为此，我们提出了一种新颖的可推广医学图像分割方法。要具体而言，我们通过将分割模型与自学域特异性图像恢复（DSIR）模块相结合，将方法设计为多任务范式。我们还设计了一个随机的振幅混音（RAM）模块，该模块结合了不同域图像的低级频率信息以合成新图像。为了指导我们的模型对域转移有抵抗力，我们引入了语义一致性损失。我们证明了我们在医学图像中两个可公开的分段基准测试中的方法的性能，这证实了我们的方法可以实现最先进的性能。

Though convolutional neural networks (CNNs) have demonstrated remarkable ability in learning discriminative features, they often generalize poorly to unseen domains. Domain generalization aims to address this problem by learning from a set of source domains a model that is generalizable to any unseen domain. In this paper, a novel approach is proposed based on probabilistically mixing instancelevel feature statistics of training samples across source domains. Our method, termed MixStyle, is motivated by the observation that visual domain is closely related to image style (e.g., photo vs. sketch images). Such style information is captured by the bottom layers of a CNN where our proposed style-mixing takes place. Mixing styles of training instances results in novel domains being synthesized implicitly, which increase the domain diversity of the source domains, and hence the generalizability of the trained model. MixStyle fits into mini-batch training perfectly and is extremely easy to implement. The effectiveness of MixStyle is demonstrated on a wide range of tasks including category classification, instance retrieval and reinforcement learning.

主流最先进的域泛化算法倾向于优先考虑跨域语义不变性的假设。同时，固有的域内风格不变性通常被低估并放在架子上。在本文中，我们揭示了利用域内风格的不变性，在提高域泛化效率方面也具有关键重要性。我们验证了网络对域功能不变并在实例之间共享的内容至关重要，以便网络锐化其理解并提高其语义判别能力。相应地，我们还提出了一种新颖的“陪审团”机制，在域之间学习有用的语义特征共性特别有效。我们的完整型号称为Steam可以被解释为新颖的概率图形模型，该图形模型需要方便的两种内存库的方便结构：语义特征银行和风格的功能库。经验结果表明，我们的拟议框架通过清晰的边缘超越了最先进的方法。

Out-of-distribution (OOD) generalisation aims to build a model that can well generalise its learnt knowledge from source domains to an unseen target domain. However, current image classification models often perform poorly in the OOD setting due to statistically spurious correlations learning from model training. From causality-based perspective, we formulate the data generation process in OOD image classification using a causal graph. On this graph, we show that prediction P(Y|X) of a label Y given an image X in statistical learning is formed by both causal effect P(Y|do(X)) and spurious effects caused by confounding features (e.g., background). Since the spurious features are domain-variant, the prediction P(Y|X) becomes unstable on unseen domains. In this paper, we propose to mitigate the spurious effect of confounders using front-door adjustment. In our method, the mediator variable is hypothesized as semantic features that are essential to determine a label for an image. Inspired by capability of style transfer in image generation, we interpret the combination of the mediator variable with different generated images in the front-door formula and propose novel algorithms to estimate it. Extensive experimental results on widely used benchmark datasets verify the effectiveness of our method.

Though impressive success has been witnessed in computer vision, deep learning still suffers from the domain shift challenge when the target domain for testing and the source domain for training do not share an identical distribution. To address this, domain generalization approaches intend to extract domain invariant features that can lead to a more robust model. Hence, increasing the source domain diversity is a key component of domain generalization. Style augmentation takes advantage of instance-specific feature statistics containing informative style characteristics to synthetic novel domains. However, all previous works ignored the correlation between different feature channels or only limited the style augmentation through linear interpolation. In this work, we propose a novel augmentation method, called \textit{Correlated Style Uncertainty (CSU)}, to go beyond the linear interpolation of style statistic space while preserving the essential correlation information. We validate our method's effectiveness by extensive experiments on multiple cross-domain classification tasks, including widely used PACS, Office-Home, Camelyon17 datasets and the Duke-Market1501 instance retrieval task and obtained significant margin improvements over the state-of-the-art methods. The source code is available for public use.

域泛化（DG）利用多个标记的源数据集来训练未经化的目标域的概括模型。然而，由于昂贵的注释成本，在现实世界应用中难以满足标记所有源数据的要求。在本文中，我们调查单个标记的域泛化（SLDG）任务，只标有一个源域，这比传统的域泛化（CDG）更实用和具有挑战性。 SLDG任务中的主要障碍是可怜的概括偏置：标记源数据集中的鉴别信息可以包含特定于域的偏差，限制训练模型的泛化。为了解决这个具有挑战性的任务，我们提出了一种称为域特定偏置滤波（DSBF）的新方法，该方法用标记的源数据初始化识别模型，然后通过用于泛化改进的未标记的源数据来滤除其域特定的偏差。我们将过滤过程划分为（1）特征提取器扩展通过K-Means的基于聚类的语义特征重新提取和（2）分类器通过注意引导语义特征投影校准。 DSBF统一探索标签和未标记的源数据，以增强培训模型的可辨性和泛化，从而产生高度普遍的模型。我们进一步提供了理论分析，以验证所提出的域特定的偏置滤波过程。关于多个数据集的广泛实验显示了DSBF在解决具有挑战性的SLDG任务和CDG任务时的优越性。

关于无监督域适应性（UDA）的大多数现有研究都认为每个域的训练样本都带有域标签（例如绘画，照片）。假定每个域中的样品都遵循相同的分布，并利用域标签通过特征对齐来学习域不变特征。但是，这样的假设通常并不成立 - 通常存在许多较细粒的领域（例如，已经开发出了数十种现代绘画样式，每种绘画样式与经典风格的范围都有很大不同）。因此，在每个人工定义和粗粒结构域之间强迫特征分布对齐可能是无效的。在本文中，我们从完全不同的角度解决了单源和多源UDA，即将每个实例视为一个良好的域。因此，跨域的特征对齐是冗余。相反，我们建议执行动态实例域的适应性（DIDA）。具体而言，开发了具有自适应卷积内核的动态神经网络，以生成实例自适应残差，以使域 - 无知的深度特征适应每个单独的实例。这使得共享分类器可以同时应用于源域数据，而无需依赖任何域注释。此外，我们没有施加复杂的特征对准损失，而是仅使用标记的源和伪标记为目标数据的跨透镜损失采用简单的半监督学习范式。我们的模型被称为DIDA-NET，可以在几种常用的单源和多源UDA数据集上实现最先进的性能，包括数字，办公室房屋，域名，域名，Digit-Five和PAC。

Deep Neural Networks (DNNs) suffer from domain shift when the test dataset follows a distribution different from the training dataset. Domain generalization aims to tackle this issue by learning a model that can generalize to unseen domains. In this paper, we propose a new approach that aims to explicitly remove domain-specific features for domain generalization. Following this approach, we propose a novel framework called Learning and Removing Domain-specific features for Generalization (LRDG) that learns a domain-invariant model by tactically removing domain-specific features from the input images. Specifically, we design a classifier to effectively learn the domain-specific features for each source domain, respectively. We then develop an encoder-decoder network to map each input image into a new image space where the learned domain-specific features are removed. With the images output by the encoder-decoder network, another classifier is designed to learn the domain-invariant features to conduct image classification. Extensive experiments demonstrate that our framework achieves superior performance compared with state-of-the-art methods.

在本文中，我们考虑了语义分割中域概括的问题，该问题旨在仅使用标记的合成（源）数据来学习强大的模型。该模型有望在看不见的真实（目标）域上表现良好。我们的研究发现，图像样式的变化在很大程度上可以影响模型的性能，并且样式特征可以通过图像的频率平均值和标准偏差来很好地表示。受此启发，我们提出了一种新颖的对抗性增强（Advstyle）方法，该方法可以在训练过程中动态生成硬性化的图像，因此可以有效防止该模型过度适应源域。具体而言，AdvStyle将样式功能视为可学习的参数，并通过对抗培训对其进行更新。学习的对抗性风格功能用于构建用于健壮模型训练的对抗图像。 AdvStyle易于实现，并且可以轻松地应用于不同的模型。对两个合成到现实的语义分割基准的实验表明，Advstyle可以显着改善看不见的真实域的模型性能，并表明我们可以实现最新技术的状态。此外，可以将AdvStyle用于域通用图像分类，并在考虑的数据集上产生明显的改进。

为了在单一源领域的概括中取得成功，最大化合成域的多样性已成为最有效的策略之一。最近的许多成功都来自预先指定模型在培训期间暴露于多样性类型的方法，因此它最终可以很好地概括为新领域。但是，基于na \“基于多样性的增强也不能因为它们无法对大型域移动建模，或者因为预先指定的变换的跨度不能涵盖域概括中通常发生的转移类型。解决这个问题，我们提出了一个新颖的框架，该框架使用神经网络使用对抗学习的转换（ALT）来建模可欺骗分类器的合理但硬的图像转换。该网络是为每个批次的随机初始初始初始初始初始初始化的，并培训了固定数量的步骤。为了最大化分类错误。此外，我们在分类器对干净和转化的图像的预测之间实现一致性。通过广泛的经验分析，我们发现这种对抗性转换的新形式同时实现了多样性和硬度的目标，并超越了所有现有技术，以实现竞争性的所有技术单源域概括的基准。我们还显示了T HAT ALT可以自然地与现有的多样性模块合作，从而产生高度独特的源域，导致最先进的性能。

人重新识别（RE-ID）在监督场景中取得了巨大成功。但是，由于模型过于适合所见源域，因此很难将监督模型直接传输到任意看不见的域。在本文中，我们旨在从数据增强的角度来解决可推广的多源人员重新ID任务（即，在培训期间看不见测试域，并且在培训期间看不见测试域，因此我们提出了一种新颖的方法，称为Mixnorm，由域感知的混合范围（DMN）和域软件中心正则化（DCR）组成。不同于常规数据增强，提出的域吸引的混合范围化，以增强从神经网络的标准化视图中训练期间特征的多样性，这可以有效地减轻模型过度适应源域，从而提高概括性。在看不见的域中模型的能力。为了更好地学习域不变的模型，我们进一步开发了域吸引的中心正规化，以更好地将产生的各种功能映射到同一空间中。在多个基准数据集上进行的广泛实验验证了所提出的方法的有效性，并表明所提出的方法可以胜过最先进的方法。此外，进一步的分析还揭示了所提出的方法的优越性。

现代深层神经网络在部署到现实世界应用程序时努力转移知识并跨越不同领域的知识。当前，引入了域的概括（DG），以从多个域中学习通用表示，以提高看不见的域的网络泛化能力。但是，以前的DG方法仅关注数据级的一致性方案，而无需考虑不同一致性方案之间的协同正则化。在本文中，我们通过通过协同整合外在的一致性和内在的一致性来提出一个新型的域概括（HCDG）层次一致性框架。特别是对于外部一致性，我们利用跨多个源域的知识来强制数据级的一致性。为了更好地提高这种一致性，我们将新型的高斯混合策略设计为基于傅立叶的数据增强，称为domainup。对于固有的一致性，我们在双重任务方案下对同一实例执行任务级的一致性。我们在两个医学图像分割任务上评估了提出的HCDG框架，即对眼底图像和前列腺MRI分割的视频杯/圆盘分割。广泛的实验结果表明了我们的HCDG框架的有效性和多功能性。

Synthetic data offers the promise of cheap and bountiful training data for settings where lots of labeled real-world data for tasks is unavailable. However, models trained on synthetic data significantly underperform on real-world data. In this paper, we propose Proportional Amplitude Spectrum Training Augmentation (PASTA), a simple and effective augmentation strategy to improve out-of-the-box synthetic-to-real (syn-to-real) generalization performance. PASTA involves perturbing the amplitude spectrums of the synthetic images in the Fourier domain to generate augmented views. We design PASTA to perturb the amplitude spectrums in a structured manner such that high-frequency components are perturbed relatively more than the low-frequency ones. For the tasks of semantic segmentation (GTAV to Real), object detection (Sim10K to Real), and object recognition (VisDA-C Syn to Real), across a total of 5 syn-to-real shifts, we find that PASTA outperforms more complex state-of-the-art generalization methods while being complementary to the same.