更广泛的人重新识别(Reid)在最近的计算机视觉社区中引起了不断的关注。在这项工作中,我们在身份标签,特定特定因素(衣服/鞋子颜色等)和域特定因素(背景,观点等)之间构建结构因果模型。根据因果分析,我们提出了一种新颖的域不变表示,以获得概括的人重新识别(DIR-REID)框架。具体而言,我们首先建议解散特定于特定的和域特定的特征空间,我们提出了一种有效的算法实现,用于后台调整,基本上是朝向SCM的因果干预。已经进行了广泛的实验,表明Dir-Reid在大规模域泛化Reid基准上表现出最先进的方法。
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Machine learning models rely on various assumptions to attain high accuracy. One of the preliminary assumptions of these models is the independent and identical distribution, which suggests that the train and test data are sampled from the same distribution. However, this assumption seldom holds in the real world due to distribution shifts. As a result models that rely on this assumption exhibit poor generalization capabilities. Over the recent years, dedicated efforts have been made to improve the generalization capabilities of these models collectively known as -- \textit{domain generalization methods}. The primary idea behind these methods is to identify stable features or mechanisms that remain invariant across the different distributions. Many generalization approaches employ causal theories to describe invariance since causality and invariance are inextricably intertwined. However, current surveys deal with the causality-aware domain generalization methods on a very high-level. Furthermore, we argue that it is possible to categorize the methods based on how causality is leveraged in that method and in which part of the model pipeline is it used. To this end, we categorize the causal domain generalization methods into three categories, namely, (i) Invariance via Causal Data Augmentation methods which are applied during the data pre-processing stage, (ii) Invariance via Causal representation learning methods that are utilized during the representation learning stage, and (iii) Invariance via Transferring Causal mechanisms methods that are applied during the classification stage of the pipeline. Furthermore, this survey includes in-depth insights into benchmark datasets and code repositories for domain generalization methods. We conclude the survey with insights and discussions on future directions.
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最近,由于受监督人员重新识别(REID)的表现不佳,域名概括(DG)人REID引起了很多关注,旨在学习一个不敏感的模型,并可以抵抗域的影响偏见。在本文中,我们首先通过实验验证样式因素是域偏差的重要组成部分。基于这个结论,我们提出了一种样式变量且无关紧要的学习方法(SVIL)方法,以消除样式因素对模型的影响。具体来说,我们在SVIL中设计了样式的抖动模块(SJM)。 SJM模块可以丰富特定源域的样式多样性,并减少各种源域的样式差异。这导致该模型重点关注与身份相关的信息,并对样式变化不敏感。此外,我们将SJM模块与元学习算法有机结合,从而最大程度地提高了好处并进一步提高模型的概括能力。请注意,我们的SJM模块是插件和推理,无需成本。广泛的实验证实了我们的SVIL的有效性,而我们的方法的表现优于DG-REID基准测试的最先进方法。
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机器学习系统通常假设训练和测试分布是相同的。为此,关键要求是开发可以概括到未经看不见的分布的模型。领域泛化(DG),即分销概括,近年来引起了越来越令人利益。域概括处理了一个具有挑战性的设置,其中给出了一个或几个不同但相关域,并且目标是学习可以概括到看不见的测试域的模型。多年来,域概括地区已经取得了巨大进展。本文提出了对该地区最近进步的首次审查。首先,我们提供了域泛化的正式定义,并讨论了几个相关领域。然后,我们彻底审查了与域泛化相关的理论,并仔细分析了泛化背后的理论。我们将最近的算法分为三个类:数据操作,表示学习和学习策略,并为每个类别详细介绍几种流行的算法。第三,我们介绍常用的数据集,应用程序和我们的开放源代码库进行公平评估。最后,我们总结了现有文学,并为未来提供了一些潜在的研究主题。
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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。
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人重新识别(RE-ID)是视频监视系统中的一项关键技术,在监督环境中取得了重大成功。但是,由于可用源域和看不见的目标域之间的域间隙,很难将监督模型直接应用于任意看不见的域。在本文中,我们提出了一种新颖的标签分布学习(LDL)方法,以解决可推广的多源人员重新ID任务(即,有多个可用的源域,并且在培训期间看不到测试域),旨在旨在探索不同类别的关系,并减轻跨不同域的域转移,以改善模型的歧视并同时学习域不变特征。具体而言,在培训过程中,我们通过在线方式生产标签分布来挖掘不同类别的关系信息,因此它有益于提取判别特征。此外,对于每个类别的标签分布,我们进一步对其进行了修改,以更多和同等的关注该类不属于的其他域,这可以有效地减少跨不同域的域间隙并获得域不变特征。此外,我们还提供了理论分析,以证明所提出的方法可以有效地处理域转移问题。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。
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对分布(OOD)数据的概括是人类自然的能力,但对于机器而言挑战。这是因为大多数学习算法强烈依赖于i.i.d.〜对源/目标数据的假设,这在域转移导致的实践中通常会违反。域的概括(DG)旨在通过仅使用源数据进行模型学习来实现OOD的概括。在过去的十年中,DG的研究取得了长足的进步,导致了广泛的方法论,例如,基于域的一致性,元学习,数据增强或合奏学习的方法,仅举几例;还在各个应用领域进行了研究,包括计算机视觉,语音识别,自然语言处理,医学成像和强化学习。在本文中,首次提供了DG中的全面文献综述,以总结过去十年来的发展。具体而言,我们首先通过正式定义DG并将其与其他相关领域(如域适应和转移学习)联系起来来涵盖背景。然后,我们对现有方法和理论进行了彻底的审查。最后,我们通过有关未来研究方向的见解和讨论来总结这项调查。
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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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机器学习模型的基本挑战是由于杂散的相关性部分地推广到分销(OOD)数据。为了解决这一挑战,我们首先将“ood泛化问题”正式形式化为受限制的优化,称为解剖学限制域泛化(DDG)。我们以有限维参数化和经验逼近的方式将该非普通约束优化放宽到贸易形式。然后,提供了对上述变换偏离原始问题的程度的理论分析。基于转型,我们提出了一种用于联合表示解剖和域泛化的原始双向算法。与基于领域对抗性培训和域标签的传统方法形成鲜明对比,DDG共同学习解剖学的语义和变化编码器,使灵活的操纵和增强训练数据。 DDG旨在学习语义概念的内在表示,这些概念不变于滋扰因素,并遍布不同的域。对流行基准的综合实验表明,DDG可以实现竞争性的ood性能,并在数据中揭示可解释的突出结构。
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Person re-identification (Re-ID) aims at retrieving a person of interest across multiple non-overlapping cameras. With the advancement of deep neural networks and increasing demand of intelligent video surveillance, it has gained significantly increased interest in the computer vision community. By dissecting the involved components in developing a person Re-ID system, we categorize it into the closed-world and open-world settings. The widely studied closed-world setting is usually applied under various research-oriented assumptions, and has achieved inspiring success using deep learning techniques on a number of datasets. We first conduct a comprehensive overview with in-depth analysis for closed-world person Re-ID from three different perspectives, including deep feature representation learning, deep metric learning and ranking optimization. With the performance saturation under closed-world setting, the research focus for person Re-ID has recently shifted to the open-world setting, facing more challenging issues. This setting is closer to practical applications under specific scenarios. We summarize the open-world Re-ID in terms of five different aspects. By analyzing the advantages of existing methods, we design a powerful AGW baseline, achieving state-of-the-art or at least comparable performance on twelve datasets for FOUR different Re-ID tasks. Meanwhile, we introduce a new evaluation metric (mINP) for person Re-ID, indicating the cost for finding all the correct matches, which provides an additional criteria to evaluate the Re-ID system for real applications. Finally, some important yet under-investigated open issues are discussed.
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学习域不变的表示已成为域适应/概括的最受欢迎的方法之一。在本文中,我们表明不变的表示可能不足以保证良好的概括,在考虑标签函数转移的情况下。受到这一点的启发,我们首先在经验风险上获得了新的概括上限,该概括风险明确考虑了标签函数移动。然后,我们提出了特定领域的风险最小化(DRM),该风险最小化(DRM)可以分别对不同域的分布移动进行建模,并为目标域选择最合适的域。对四个流行的域概括数据集(CMNIST,PACS,VLCS和域)进行了广泛的实验,证明了所提出的DRM对域泛化的有效性,具有以下优点:1)它的表现明显超过了竞争性盆地的表现; 2)与香草经验风险最小化(ERM)相比,所有训练领域都可以在所有训练领域中具有可比性或优越的精度; 3)在培训期间,它仍然非常简单和高效,4)与不变的学习方法是互补的。
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Graph machine learning has been extensively studied in both academia and industry. Although booming with a vast number of emerging methods and techniques, most of the literature is built on the in-distribution hypothesis, i.e., testing and training graph data are identically distributed. However, this in-distribution hypothesis can hardly be satisfied in many real-world graph scenarios where the model performance substantially degrades when there exist distribution shifts between testing and training graph data. To solve this critical problem, out-of-distribution (OOD) generalization on graphs, which goes beyond the in-distribution hypothesis, has made great progress and attracted ever-increasing attention from the research community. In this paper, we comprehensively survey OOD generalization on graphs and present a detailed review of recent advances in this area. First, we provide a formal problem definition of OOD generalization on graphs. Second, we categorize existing methods into three classes from conceptually different perspectives, i.e., data, model, and learning strategy, based on their positions in the graph machine learning pipeline, followed by detailed discussions for each category. We also review the theories related to OOD generalization on graphs and introduce the commonly used graph datasets for thorough evaluations. Finally, we share our insights on future research directions. This paper is the first systematic and comprehensive review of OOD generalization on graphs, to the best of our knowledge.
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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.
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域概括(DG)最近引起了人的重新识别(REID)的巨大关注。它旨在使在多个源域上培训的模型概括到未经看不见的目标域。虽然实现了有前进的进步,但现有方法通常需要要标记的源域,这可能是实际REID任务的重大负担。在本文中,我们通过假设任何源域都有任何标签可以调查Reid的无监督域泛化。为了解决这个具有挑战性的设置,我们提出了一种简单高效的域特定的自适应框架,并通过设计在批处理和实例归一化技术上的自适应归一化模块实现。在此过程中,我们成功地产生了可靠的伪标签来实现培训,并根据需要增强模型的域泛化能力。此外,我们表明,我们的框架甚至可以应用于在监督域泛化和无监督域适应的环境下改进人员Reid,展示了关于相关方法的竞争性能。对基准数据集进行了广泛的实验研究以验证所提出的框架。我们的工作的重要性在于它表明了对人Reid的无监督域概括的潜力,并为这一主题进一步研究了一个强大的基线。
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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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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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This work focuses on unsupervised representation learning in person re-identification (ReID). Recent self-supervised contrastive learning methods learn invariance by maximizing the representation similarity between two augmented views of a same image. However, traditional data augmentation may bring to the fore undesirable distortions on identity features, which is not always favorable in id-sensitive ReID tasks. In this paper, we propose to replace traditional data augmentation with a generative adversarial network (GAN) that is targeted to generate augmented views for contrastive learning. A 3D mesh guided person image generator is proposed to disentangle a person image into id-related and id-unrelated features. Deviating from previous GAN-based ReID methods that only work in id-unrelated space (pose and camera style), we conduct GAN-based augmentation on both id-unrelated and id-related features. We further propose specific contrastive losses to help our network learn invariance from id-unrelated and id-related augmentations. By jointly training the generative and the contrastive modules, our method achieves new state-of-the-art unsupervised person ReID performance on mainstream large-scale benchmarks.
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基于现有的基于解除拘淀的概括性的方法,即可在直接解开人称的旨在转变为域相关干扰和身份相关特征。然而,它们忽略了一些重要的特征在域相关干扰和身份相关特征中顽固地纠缠于,这是难以以无监督的方式分解的。在本文中,我们提出了一种简单但有效的校准功能分解(CFD)模块,专注于通过更明智的特征分解和强化策略来提高人员重新识别的泛化能力。具体地,校准和标准化的批量归一化(CSBN)旨在通过联合探索域内校准和域间标准化的多源域特征来学习校准的人表示。 CSBN限制每个域的特征分布的实例级别不一致,捕获内部域级别的特定统计信息。校准人称表示在细微分解为身份相关功能,域功能,剩余纠结的纠结之一。为了提高泛化能力并确保高度辨别身份相关特征,引入了校准的实例归一化(CIN)以强制执行判别ID相关信息,并滤除ID-Intrelate的信息,同时剩余的富互补线索纠缠特征进一步用于加强它。广泛的实验表明了我们框架的强烈概括能力。我们的模型由CFD模块赋予授权,显着优于多个广泛使用的基准测试的最先进的域广义方法。代码将公开:https://github.com/zkcys001/cfd。
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由于其在看不见的数据域中的强大适应能力,可普遍的人重新识别(RE-ID)引起了人们的注意力。但是,现有的解决方案通常会忽略穿越摄像机(例如照明和解决方案差异)或行人未对准(例如,观点和姿势差异),这在适应新领域时很容易导致概括能力。在本文中,我们将这些困难提出为:1)相机相机(CC)问题,它表示由不同的相机引起的各种人类外观变化; 2)摄像头(CP)问题,这表明在不同的摄像机观点或更改姿势下,由相同身份人引起的行人未对准。为了解决上述问题,我们提出了一个双流生成模型(BGM),以学习与摄像机不变的全局功能和行人对准本地功能融合的细粒度表示,该功能包含编码网络和两个流解码子网络。在原始的行人图像的指导下,通过过滤跨摄像机干扰因子来学习CC问题的摄像头全局功能。对于CP问题,另一个流可以使用信息完整的语义对齐零件图来学习一个与人行人对齐的本地特征,以进行行人对齐。此外,提出了部分加权损失函数,以减少丢失零件对行人对齐的影响。广泛的实验表明,我们的方法优于大规模概括性重新ID基准的最新方法,涉及域的概括设置和跨域设置。
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近年来,随着对公共安全的需求越来越多,智能监测网络的快速发展,人员重新识别(RE-ID)已成为计算机视野领域的热门研究主题之一。人员RE-ID的主要研究目标是从不同的摄像机中检索具有相同身份的人。但是,传统的人重新ID方法需要手动标记人的目标,这消耗了大量的劳动力成本。随着深度神经网络的广泛应用,出现了许多基于深入的基于学习的人物的方法。因此,本文促进研究人员了解最新的研究成果和该领域的未来趋势。首先,我们总结了对几个最近公布的人的研究重新ID调查,并补充了系统地分类基于深度学习的人的重新ID方法的最新研究方法。其次,我们提出了一种多维分类,根据度量标准和表示学习,将基于深度学习的人的重新ID方法分为四类,包括深度度量学习,本地特征学习,生成的对抗学习和序列特征学习的方法。此外,我们根据其方法和动机来细分以上四类,讨论部分子类别的优缺点。最后,我们讨论了一些挑战和可能的研究方向的人重新ID。
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