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。
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在域概括(DG)中取得了长足的进步,该域旨在从多个通知的源域到未知目标域学习可推广的模型。但是,在许多实际情况下,获得足够的源数据集的注释可能非常昂贵。为了摆脱域的概括和注释成本之间的困境,在本文中,我们介绍了一个名为标签效率的域概括(LEDG)的新任务,以使用标签限制的源域来实现模型概括。为了解决这一具有挑战性的任务,我们提出了一个称为协作探索和概括(CEG)的新颖框架,该框架共同优化了主动探索和半监督的概括。具体而言,在主动探索中,在避免信息差异和冗余的同时探索阶级和域可区分性,我们查询具有类别不确定性,域代表性和信息多样性的总体排名最高的样品标签。在半监督的概括中,我们设计了基于混音的内部和域间知识增强,以扩大域知识并概括域的不变性。我们以协作方式统一主动探索和半监督概括,并促进它们之间的相互增强,从而以有限的注释来增强模型的概括。广泛的实验表明,CEG产生了出色的概括性能。特别是,与以前的DG方法相比,CEG甚至只能使用5%的数据注释预算来实现竞争结果,并在PACS数据集中具有完全标记的数据。
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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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Unsupervised domain adaptation (UDA) aims to leverage the knowledge learned from a labeled source dataset to solve similar tasks in a new unlabeled domain. Prior UDA methods typically require to access the source data when learning to adapt the model, making them risky and inefficient for decentralized private data. This work tackles a practical setting where only a trained source model is available and investigates how we can effectively utilize such a model without source data to solve UDA problems. We propose a simple yet generic representation learning framework, named Source HypOthesis Transfer (SHOT). SHOT freezes the classifier module (hypothesis) of the source model and learns the target-specific feature extraction module by exploiting both information maximization and selfsupervised pseudo-labeling to implicitly align representations from the target domains to the source hypothesis. To verify its versatility, we evaluate SHOT in a variety of adaptation cases including closed-set, partial-set, and open-set domain adaptation. Experiments indicate that SHOT yields state-of-the-art results among multiple domain adaptation benchmarks.
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域适应(DA)旨在将知识从标签富裕但异构的域转移到标签恐慌域,这减轻了标签努力并吸引了相当大的关注。与以前的方法不同,重点是学习域中的特征表示,一些最近的方法存在通用半监督学习(SSL)技术,直接将它们应用于DA任务,甚至实现竞争性能。最受欢迎的SSL技术之一是伪标记,可通过标记数据训练的分类器为每个未标记数据分配伪标签。但是,它忽略了DA问题的分布偏移,并且不可避免地偏置为源数据。要解决此问题,我们提出了一个名为辅助目标域导向的分类器(ATDOC)的新伪标签框架。 ATDOC通过为目标数据引入辅助分类器来缓解分类器偏置,以提高伪标签的质量。具体地,我们使用内存机制并开发两种类型的非参数分类器,即最近的质心分类器和邻域聚合,而不引入任何其他网络参数。尽管在伪分类目标中具有简单性,但具有邻域聚集的ATDOC显着优于域对齐技术和现有的SSL技术,以及甚至瘢痕标记的SSL任务。
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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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为了将训练有素的模型直接概括为看不见的目标域,域概括(DG)是一种新提出的学习范式,引起了很大的关注。以前的DG模型通常需要在训练过程中观察到的源域中的足够数量的带注释的样品。在本文中,我们放宽了有关完全注释的要求,并研究了半监督域的概括(SSDG),在训练过程中,只有一个源域与其他完全未标记的域一起完全注释。由于要解决观察到的源域之间的域间隙和预测看不见的目标域之间的挑战,我们提出了一个通过关节域吸引的标签和双分类器的新型深框架,以产生高质量的伪标记。具体来说,为了预测域移位下的准确伪标记,开发了一个域吸引的伪标记模块。此外,考虑到概括和伪标记之间的目标不一致:前者防止在所有源域上过度拟合,而后者可能过分适合未标记的源域,以高精度,我们采用双分类器来独立执行伪标记和域名,并在训练过程中执行伪造域通用化。 。当为未标记的源域生成准确的伪标记时,将域混合操作应用于标记和未标记域之间的新域,这对于提高模型的通用能力是有益的。公开可用的DG基准数据集的广泛结果显示了我们提出的SSDG方法的功效。
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无监督的域适应(UDA)旨在将标记的源分布与未标记的目标分布对齐,以获取域不变预测模型。然而,众所周知的UDA方法的应用在半监督域适应(SSDA)方案中不完全概括,其中来自目标域的少数标记的样本可用。在本文中,我们提出了一种用于半监督域适应(CLDA)的简单对比学习框架,该框架试图在SSDA中弥合标记和未标记的目标分布与源极和未标记的目标分布之间的域间差距之间的域间隙。我们建议采用类明智的对比学学习来降低原始(输入图像)和强大增强的未标记目标图像之间的域间间隙和实例级对比度对准,以最小化域内差异。我们已经凭经验表明,这两个模块相互补充,以实现卓越的性能。在三个众所周知的域适应基准数据集中的实验即Domainnet,Office-Home和Office31展示了我们方法的有效性。 CLDA在所有上述数据集上实现最先进的结果。
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当部署和培训之间存在分配变化时,深层神经网络的性能恶化严重。域的概括(DG)旨在通过仅依靠一组源域来安全地传输模型以看不见目标域。尽管已经提出了各种DG方法,但最近的一项名为Domainbed的研究表明,其中大多数没有超过简单的经验风险最小化(ERM)。为此,我们提出了一个通用框架,该框架与现有的DG算法是正交的,并且可以始终如一地提高其性能。与以前的DG作品不同的是,在静态源模型上有希望成为通用的DG,我们提出的ADAODM会在测试时间适应不同目标域的源模型。具体而言,我们在共享域形式的特征提取器上创建多个域特异性分类器。特征提取器和分类器以对抗性方式进行了训练,其中特征提取器将输入样品嵌入到域不变的空间中,并且多个分类器捕获了每个分类器与特定源域有关的独特决策边界。在测试过程中,可以通过利用源分类器之间的预测分歧来有效地衡量目标和源域之间的分布差异。通过微调源模型以最大程度地减少测试时间的分歧,目标域特征与不变特征空间很好地对齐。我们验证了两种流行的DG方法,即ERM和Coral,以及四个DG基准,即VLCS,PACS,OfficeHome和TerrainCognita。结果表明,ADAODM稳定地提高了对看不见的域的概括能力,并实现了最先进的性能。
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域的概括(DG)旨在学习一个对源域的模型,以很好地概括看不见的目标域。尽管它取得了巨大的成功,但大多数现有方法都需要用于源域中所有培训样本的标签信息,这在现实世界中既耗时又昂贵。在本文中,我们求助于解决半监督域的概括(SSDG)任务,其中每个源域中都有一些标签信息。为了解决任务,我们首先分析多域学习的理论,该理论强调了1)减轻域间隙的影响和2)利用所有样品训练模型可以有效地减少每个源域中的概括误差,因此提高伪标签的质量。根据分析,我们提出了Multimatch,即将FixMatch扩展到多任务学习框架,从而为SSDG生成高质量的伪标签。具体来说,我们将每个培训域视为一个任务(即本地任务),并将所有培训域(即全球任务)组合在一起,以训练看不见的测试域的额外任务。在多任务框架中,我们为每个任务使用独立的BN和分类器,这可以有效地减轻伪标记期间不同领域的干扰。同样,共享框架中的大多数参数,可以通过所有培训样本进行培训。此外,为了进一步提高伪标签的准确性和模型的概括,我们分别在培训和测试过程中分别融合了全球任务和本地任务的预测。一系列实验验证了所提出的方法的有效性,并且在几个基准DG数据集上优于现有的半监督方法和SSDG方法。
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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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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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作为对数据有效使用的研究,多源无监督的域适应性将知识从带有标记数据的多个源域转移到了未标记的目标域。但是,目标域中不同域和嘈杂的伪标签之间的分布差异都导致多源无监督域适应方法的性能瓶颈。鉴于此,我们提出了一种将注意力驱动的领域融合和耐噪声学习(ADNT)整合到上述两个问题的方法。首先,我们建立了相反的注意结构,以在特征和诱导域运动之间执行信息。通过这种方法,当域差异降低时,特征的可区分性也可以显着提高。其次,基于无监督的域适应训练的特征,我们设计了自适应的反向横向熵损失,该损失可以直接对伪标签的产生施加约束。最后,结合了这两种方法,几个基准的实验结果进一步验证了我们提出的ADNT的有效性,并证明了优于最新方法的性能。
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理想情况下,应概遍的视觉学习算法,用于在新目标环境中部署时处理任何看不见的域移位;和数据效率,通过使用尽可能少的标签来降低开发成本。为此,我们研究半监督域泛化(SSDG),旨在使用多源,部分标记的培训数据学习域广泛的模型。我们设计了两个基准,涵盖了两个相关领域,即域泛化(DG)和半监督学习(SSL)开发的最先进方法。我们发现,通过设计无法处理未标记数据的DG方法,在SSDG中使用有限的标签表现不佳; SSL方法,尤其是FixMatch,获得更好的结果,但仍远离使用完整标签培训的基本vanilla模型。我们提出了一种简单的方法,一种简单的方法,将FixMatch扩展到SSDG的几个新成分:1)随机模型,用于减少稀缺标签的过度拟合,2)多视图一致性学习,用于增强域泛化。尽管设计简洁,StyleAtch可以实现SSDG的显着改进。我们希望我们的方法和全面的基准可以为未来的概括和数据高效学习系统进行铺平。源代码以\ url {https://github.com/kaiyangzhou/ssdg-benchmark}释放。
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We propose a novel unsupervised domain adaptation framework based on domain-specific batch normalization in deep neural networks. We aim to adapt to both domains by specializing batch normalization layers in convolutional neural networks while allowing them to share all other model parameters, which is realized by a twostage algorithm. In the first stage, we estimate pseudolabels for the examples in the target domain using an external unsupervised domain adaptation algorithm-for example, MSTN [27] or CPUA [14]-integrating the proposed domain-specific batch normalization. The second stage learns the final models using a multi-task classification loss for the source and target domains. Note that the two domains have separate batch normalization layers in both stages. Our framework can be easily incorporated into the domain adaptation techniques based on deep neural networks with batch normalization layers. We also present that our approach can be extended to the problem with multiple source domains. The proposed algorithm is evaluated on multiple benchmark datasets and achieves the state-of-theart accuracy in the standard setting and the multi-source domain adaption scenario.
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传统的域泛化旨在从多个域学习域不变表示,这需要准确的注释。然而,在现实的应用方案中,收集和注释大量数据太麻烦甚至不可行。然而,Web数据提供免费午餐,以便使用丰富的风格信息访问大量未标记的数据,这些数据可以利用增强域泛化能力。在本文中,我们介绍了一个新的任务,称为半监督域泛化,研究如何互动和未标记的域名,并建立两个基准,包括一个网上爬行数据集,它造成了一种新颖的但是逼真的挑战来推动现有技术的限制。为了解决这项任务,简单的解决方案是通过伪标记与域混淆训练一起传播标签到未标记的域的类信息。考虑缩小域间隙可以提高伪标签的质量和进一步推进域不变特征学习的泛化,我们提出了一个循环学习框架,以鼓励标签传播和域泛化之间的积极反馈,有利于桥接标记的不断发展的中间域课程学习方式的未标记域。进行实验以验证我们框架的有效性。值得突出显示的是,Web爬网数据受益于我们的结果中所示的域泛化。我们的代码稍后将提供。
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无监督域适应(UDA)旨在将从标记的源域中学习的知识转移到不同的未标记的目标域。大多数现有的UDA方法专注于使用卷积神经网络(CNNS)的框架来学习域级别或类别级别的域不变特征表示。基于类别级别的UDA的一个根本问题是针对目标域中的样本的伪标签的生产通常太嘈杂,对于精确的域对齐,不可避免地影响UDA性能。随着变压器在各种任务中的成功,我们发现变压器中的横向对嘈杂的输入对具有鲁棒,以进行更好的特征对齐,因此在挑战的UDA任务中采用了该变压器。具体地,为了生成准确的输入对,我们设计了一种双向中心感知标记算法,为目标样本产生伪标签。随着伪标签,提出了一种重量共享三分支变压器框架,以分别应用用于源/目标特征学习和源极域对齐的自我关注和横向。这种设计明确强制执行框架,以便同时学习鉴别的域和域不变的表示。所提出的方法是Dubbed CDTrans(跨域变压器),它提供了第一次尝试用纯变压器解决方案解决UDA任务。实验表明,我们的拟议方法实现了公共UDA数据集的最佳表现,例如, Visda-2017和DomainNet。代码和模型可在https://github.com/cdtrans/cdtrans中获得。
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虽然无监督的域适应(UDA)算法,即,近年来只有来自源域的标记数据,大多数算法和理论结果侧重于单源无监督域适应(SUDA)。然而,在实际情况下,标记的数据通常可以从多个不同的源收集,并且它们可能不仅不同于目标域而且彼此不同。因此,来自多个源的域适配器不应以相同的方式进行建模。最近基于深度学习的多源无监督域适应(Muda)算法专注于通过在通用特征空间中的所有源极和目标域的分布对齐来提取所有域的公共域不变表示。但是,往往很难提取Muda中所有域的相同域不变表示。此外,这些方法匹配分布而不考虑类之间的域特定的决策边界。为了解决这些问题,我们提出了一个新的框架,具有两个对准阶段的Muda,它不仅将每对源和目标域的分布对齐,而且还通过利用域特定的分类器的输出对准决策边界。广泛的实验表明,我们的方法可以对图像分类的流行基准数据集实现显着的结果。
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域的适应性(DA)旨在将知识从标记的源域中学习的知识转移到未标记或标记较小但相关的目标域的知识。理想情况下,源和目标分布应彼此平等地对齐,以实现公正的知识转移。但是,由于源和目标域中注释数据的数量之间存在显着不平衡,通常只有目标分布与源域保持一致,从而使不必要的源特定知识适应目标域,即偏置域的适应性。为了解决此问题,在这项工作中,我们通过对基于对抗性的DA方法进行建模来对歧视器的不确定性进行建模,以优化无偏见转移。我们理论上分析了DA中提出的无偏可传递性学习方法的有效性。此外,为了减轻注释数据不平衡的影响,我们利用了目标域中未标记样品的伪标签选择的估计不确定性,这有助于实现更好的边际和条件分布在域之间的分布。对各种DA基准数据集的广泛实验结果表明,可以轻松地将所提出的方法纳入各种基于对抗性的DA方法中,从而实现最新的性能。
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无监督的域适应(UDA)旨在将知识从标记的源域传输到未标记的目标域。大多数现有的UDA方法通过学习域 - 不变的表示和在两个域中共享一个分类器来实现知识传输。但是,忽略与任务相关的域特定信息,并强制统一的分类器以适合两个域将限制每个域中的特征表达性。在本文中,通过观察到具有可比参数的变压器架构可以产生比CNN对应的更可转换的表示,我们提出了一个双赢的变压器框架(WINTR),它分别探讨了每个域的特定于域的知识,而同时交互式跨域知识。具体而言,我们使用变压器中的两个单独的分类令牌学习两个不同的映射,以及每个特定于域的分类器的设计。跨域知识通过源引导标签改进和与源或目标的单侧特征对齐传输,这保持了特定于域的信息的完整性。三个基准数据集的广泛实验表明,我们的方法优于最先进的UDA方法,验证利用域特定和不变性的有效性
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