尽管半监督学习（SSL）的最新研究已经在单标签分类问题上取得了强劲的表现，但同样重要但毫无疑问的问题是如何利用多标签分类任务中未标记数据的优势。为了将SSL的成功扩展到多标签分类，我们首先使用说明性示例进行分析，以获得有关多标签分类中存在的额外挑战的一些直觉。基于分析，我们提出了一个基于百分比的阈值调整方案的百分位摩擦，以动态地改变训练期间每个类别的正和负伪标签的得分阈值，以及动态的未标记失误权重，从而进一步降低了从早期未标记的预测。与最近的SSL方法相比，在不丧失简单性的情况下，我们在Pascal VOC2007和MS-Coco数据集上实现了强劲的性能。

深度神经网络在大规模标记的数据集的帮助下，在各种任务上取得了出色的表现。然而，这些数据集既耗时又竭尽全力来获得现实的任务。为了减轻对标记数据的需求，通过迭代分配伪标签将伪标签分配给未标记的样本，自我训练被广泛用于半监督学习中。尽管它很受欢迎，但自我训练还是不可靠的，通常会导致训练不稳定。我们的实验研究进一步表明，半监督学习的偏见既来自问题本身，也来自不适当的训练，并具有可能不正确的伪标签，这会在迭代自我训练过程中累积错误。为了减少上述偏见，我们提出了自我训练（DST）。首先，伪标签的生成和利用是由两个独立于参数的分类器头解耦，以避免直接误差积累。其次，我们估计自我训练偏差的最坏情况，其中伪标记函数在标记的样品上是准确的，但在未标记的样本上却尽可能多地犯错。然后，我们通过避免最坏的情况来优化表示形式，以提高伪标签的质量。广泛的实验证明，DST在标准的半监督学习基准数据集上的最先进方法中，平均提高了6.3％，而在13个不同任务上，FIXMATCH的平均水平为18.9％。此外，DST可以无缝地适应其他自我训练方法，并有助于稳定他们在从头开始的培训和预先训练模型的训练的情况下，在培训的情况下进行培训和平衡表现。

半监督学习（SSL）的最新最新方法将一致性正则化与基于置信的伪标记结合在一起。为了获得高质量的伪标签，通常采用高置信度阈值。但是，已经表明，对于远离训练数据的样本，深网的基于软磁性的置信度得分可能很高，因此，即使是高信心不明的样品，伪标签也可能仍然不可靠。在这项工作中，我们提出了伪标记的新观点：而不是依靠模型信心，而是衡量未标记的样本是否可能是“分布”；即，接近当前的培训数据。为了对未标记的样本进行分类是“分布”还是“分发”，我们采用了分布外检测文献中的能量评分。随着培训的进行进展，更不标记的样品成为分配并有助于培训，标记和伪标记的数据可以更好地近似于真正的分布以改善模型。实验表明，我们的基于能量的伪标记方法，尽管从概念上讲简单，但在不平衡的SSL基准测试方面显着优于基于置信的方法，并在类平衡的数据上实现了竞争性能。例如，当不平衡比率高于50时，它会在CIFAR10-LT上产生4-6％的绝对准确性提高。当与最新的长尾SSL方法结合使用时，可以实现进一步的改进。

迄今为止，最强大的半监督对象检测器（SS-OD）基于伪盒，该盒子需要一系列带有微调超参数的后处理。在这项工作中，我们建议用稀疏的伪盒子以伪造的伪标签形式取代稀疏的伪盒。与伪盒相比，我们的密集伪标签（DPL）不涉及任何后处理方法，因此保留了更丰富的信息。我们还引入了一种区域选择技术，以突出关键信息，同时抑制密集标签所携带的噪声。我们将利用DPL作为密集老师的拟议的SS-OD算法命名。在可可和VOC上，密集的老师在各种环境下与基于伪盒的方法相比表现出卓越的表现。

Semi-supervised learning (SSL) has achieved great success in leveraging a large amount of unlabeled data to learn a promising classifier. A popular approach is pseudo-labeling that generates pseudo labels only for those unlabeled data with high-confidence predictions. As for the low-confidence ones, existing methods often simply discard them because these unreliable pseudo labels may mislead the model. Nevertheless, we highlight that these data with low-confidence pseudo labels can be still beneficial to the training process. Specifically, although the class with the highest probability in the prediction is unreliable, we can assume that this sample is very unlikely to belong to the classes with the lowest probabilities. In this way, these data can be also very informative if we can effectively exploit these complementary labels, i.e., the classes that a sample does not belong to. Inspired by this, we propose a novel Contrastive Complementary Labeling (CCL) method that constructs a large number of reliable negative pairs based on the complementary labels and adopts contrastive learning to make use of all the unlabeled data. Extensive experiments demonstrate that CCL significantly improves the performance on top of existing methods. More critically, our CCL is particularly effective under the label-scarce settings. For example, we yield an improvement of 2.43% over FixMatch on CIFAR-10 only with 40 labeled data.

Semi-supervised learning (SSL) provides an effective means of leveraging unlabeled data to improve a model's performance. This domain has seen fast progress recently, at the cost of requiring more complex methods. In this paper we propose FixMatch, an algorithm that is a significant simplification of existing SSL methods. FixMatch first generates pseudo-labels using the model's predictions on weaklyaugmented unlabeled images. For a given image, the pseudo-label is only retained if the model produces a high-confidence prediction. The model is then trained to predict the pseudo-label when fed a strongly-augmented version of the same image. Despite its simplicity, we show that FixMatch achieves state-of-the-art performance across a variety of standard semi-supervised learning benchmarks, including 94.93% accuracy on CIFAR-10 with 250 labels and 88.61% accuracy with 40 -just 4 labels per class. We carry out an extensive ablation study to tease apart the experimental factors that are most important to FixMatch's success. The code is available at https://github.com/google-research/fixmatch.

一个常见的分类任务情况是，有大量数据可用于培训，但只有一小部分用类标签注释。在这种情况下，半监督培训的目的是通过利用标记数据，而且从大量未标记的数据中提高分类准确性。最近的作品通过探索不同标记和未标记数据的不同增强性数据之间的一致性约束，从而取得了重大改进。遵循这条路径，我们提出了一个新颖的无监督目标，该目标侧重于彼此相似的高置信度未标记的数据之间所研究的关系较少。新提出的对损失最大程度地减少了高置信度伪伪标签之间的统计距离，其相似性高于一定阈值。我们提出的简单算法将对损失与MixMatch家族开发的技术结合在一起，显示出比以前在CIFAR-100和MINI-IMAGENET上的算法的显着性能增长，并且与CIFAR-的最先进方法相当。 10和SVHN。此外，简单还优于传输学习设置中最新方法，其中模型是由在ImainEnet或域内实现的权重初始化的。该代码可在github.com/zijian-hu/simple上获得。

Deep learning has emerged as an effective solution for solving the task of object detection in images but at the cost of requiring large labeled datasets. To mitigate this cost, semi-supervised object detection methods, which consist in leveraging abundant unlabeled data, have been proposed and have already shown impressive results. However, most of these methods require linking a pseudo-label to a ground-truth object by thresholding. In previous works, this threshold value is usually determined empirically, which is time consuming, and only done for a single data distribution. When the domain, and thus the data distribution, changes, a new and costly parameter search is necessary. In this work, we introduce our method Adaptive Self-Training for Object Detection (ASTOD), which is a simple yet effective teacher-student method. ASTOD determines without cost a threshold value based directly on the ground value of the score histogram. To improve the quality of the teacher predictions, we also propose a novel pseudo-labeling procedure. We use different views of the unlabeled images during the pseudo-labeling step to reduce the number of missed predictions and thus obtain better candidate labels. Our teacher and our student are trained separately, and our method can be used in an iterative fashion by replacing the teacher by the student. On the MS-COCO dataset, our method consistently performs favorably against state-of-the-art methods that do not require a threshold parameter, and shows competitive results with methods that require a parameter sweep search. Additional experiments with respect to a supervised baseline on the DIOR dataset containing satellite images lead to similar conclusions, and prove that it is possible to adapt the score threshold automatically in self-training, regardless of the data distribution.

深度神经网络对物体检测达到了高精度，但它们的成功铰链大量标记数据。为了减少标签依赖性，已经提出了各种主动学习策略，通常基于探测器的置信度。但是，这些方法偏向于高性能类，并且可以导致获取的数据集不是测试集数据的代表不好。在这项工作中，我们提出了一个统一的主动学习框架，这考虑了探测器的不确定性和鲁棒性，确保网络在所有类中表现良好。此外，我们的方法利用自动标记来抑制潜在的分布漂移，同时提高模型的性能。 Pascal VOC07 ​​+ 12和MS-Coco的实验表明，我们的方法始终如一地优于各种活跃的学习方法，在地图中产生高达7.7％，或降低标记成本的82％。代码将在接受纸张时发布。

在这项研究中，我们深入研究了半监督对象检测〜（SSOD）所面临的独特挑战。我们观察到当前的探测器通常遭受3个不一致问题。 1）分配不一致，传统的分配策略对标记噪声很敏感。 2）子任务不一致，其中分类和回归预测在同一特征点未对准。 3）时间不一致，伪Bbox在不同的训练步骤中差异很大。这些问题导致学生网络的优化目标不一致，从而恶化了性能并减慢模型收敛性。因此，我们提出了一个系统的解决方案，称为一致的老师，以补救上述挑战。首先，自适应锚分配代替了基于静态的策略，该策略使学生网络能够抵抗嘈杂的psudo bbox。然后，我们通过设计功能比对模块来校准子任务预测。最后，我们采用高斯混合模型（GMM）来动态调整伪盒阈值。一致的老师在各种SSOD评估上提供了新的强大基线。只有10％的带注释的MS-Coco数据，它可以使用Resnet-50骨干实现40.0 MAP，该数据仅使用伪标签，超过了4个地图。当对完全注释的MS-Coco进行其他未标记的数据进行培训时，性能将进一步增加到49.1 MAP。我们的代码将很快开源。

在这项工作中，我们建议相互分布对准（RDA）解决半监督学习（SSL），该学习是一个无主参数框架，与置信阈值无关，并与匹配的（常规）和不匹配的类别分布一起工作。分布不匹配是一个经常被忽略但更通用的SSL场景，在该场景中，标记和未标记的数据不属于相同的类别分布。这可能导致该模型不利用标记的数据可靠，并大大降低SSL方法的性能，而传统的分布对齐无法挽救。在RDA中，我们对来自两个分类器的预测分布进行了相互对准，这些分类器预测了未标记的数据上的伪标签和互补标签。携带补充信息的这两个分布可用于相互正规化，而无需任何课堂分布。此外，我们从理论上显示RDA最大化输入输出互信息。我们的方法在各种不匹配的分布以及常规匹配的SSL设置的情况下，在SSL中实现了有希望的性能。我们的代码可在以下网址提供：https：//github.com/njuyued/rda4robustssl。

我们在语义分段（NCDSS）中介绍了新型类发现的新设置，其目的在于将未标记的图像分段，其中给出了从标记的不相交类集之前知识的新类。与看起来在图像分类中的新型类发现的现有方法相比，我们专注于更具挑战性的语义细分。在NCDS中，我们需要区分对象和背景，并处理图像内的多个类的存在，这增加了使用未标记数据的难度。为了解决这个新的设置，我们利用标记的基础数据和显着模型来粗略地集群新颖的课程，以便在我们的基本框架中进行模型培训。此外，我们提出了基于熵的不确定性建模和自我培训（EUMS）框架来克服嘈杂的伪标签，进一步提高了新颖类别的模型性能。我们的欧姆斯利用熵排名技术和动态重新分配来蒸馏清洁标签，从而充分利用自我监督的学习来充分利用嘈杂的数据。我们在Pascal-5 $ ^ i $ dataSet上构建NCDSS基准。广泛的实验表明了基本框架的可行性（实现了平均Miou的49.81％）和欧姆斯框架的有效性（优于9.28％Miou的基本框架）。

多标签图像分类旨在预测图像中的所有可能标签。考虑到在每个培训图像中注释所有标签可能是昂贵的，通常将其作为部分标签的学习问题。关于部分标签学习的现有作品集中在每个训练图像只有其标签的子集注释的情况下。一种特殊情况是在每个训练图像中仅注释一个正标签。为了进一步减轻注释负担并增强了分类器的性能，本文提出了一个新的部分标签设置，其中仅标记了训练图像的一个子集，每个图像只有一个正面标签，而其余的培训图像仍保留未标记。为了处理这个新设置，我们建议一个端到端的深层网络PLMCL（部分标签动量课程学习），可以学会为部分标记和未标记的培训图像生成自信的伪标签。基于动量的新法律通过考虑更新伪标签的速度，更新每个训练图像上的软伪标签，这些标签的更新有助于避免捕获到低信心的本地最低限度，尤其是在培训的早期阶段，由于缺乏观察到的标签和培训的早期阶段对伪标签的信心。此外，我们还提出了一个信心的调度程序，以适应性地对不同标签进行易于锻炼的学习。广泛的实验表明，我们提出的PLMCL在三个不同数据集上的各个部分标签设置下优于许多最先进的多标签分类方法。

最近，许多半监督的对象检测（SSOD）方法采用教师学生框架并取得了最新的结果。但是，教师网络与学生网络紧密相结合，因为教师是学生的指数移动平均值（EMA），这会导致表现瓶颈。为了解决耦合问题，我们为SSOD提出了一个周期自我训练（CST）框架，该框架由两个老师T1和T2，两个学生S1和S2组成。基于这些网络，构建了一个周期自我训练机制​​，即S1 $ {\ rightarrow} $ t1 $ {\ rightArow} $ s2 $ {\ rightArrow} $ t2 $ {\ rightArrow} $ s1。对于S $ {\ Rightarrow} $ T，我们还利用学生的EMA权重来更新老师。对于t $ {\ rightarrow} $ s，而不是直接为其学生S1（S2）提供监督，而是老师T1（T2）为学生S2（S1）生成伪标记，从而松散耦合效果。此外，由于EMA的财产，老师最有可能积累学生的偏见，并使错误变得不可逆转。为了减轻问题，我们还提出了分配一致性重新加权策略，在该策略中，根据教师T1和T2的分配一致性，将伪标记重新加权。通过该策略，可以使用嘈杂的伪标签对两个学生S2和S1进行训练，以避免确认偏见。广泛的实验证明了CST的优势，通过将AP比基线优于最先进的方法提高了2.1％的绝对AP改进，并具有稀缺的标记数据，而胜过了2.1％的绝对AP。

半监督的对象检测在平均教师驱动的自我训练的发展中取得了重大进展。尽管结果有令人鼓舞，但在先前的工作中尚未完全探索标签不匹配问题，从而导致自训练期间严重确认偏见。在本文中，我们从两个不同但互补的角度（即分布级别和实例级别）提出了一个简单而有效的标签框架。对于前者，根据Monte Carlo采样，可以合理地近似来自标记数据的未标记数据的类分布。在这种弱监督提示的指导下，我们引入了一个重新分配卑鄙的老师，该老师利用自适应标签 - 分布意识到的信心阈值来生成无偏见的伪标签来推动学生学习。对于后一个，存在着跨教师模型的被忽视的标签分配歧义问题。为了解决这个问题，我们提出了一种新的标签分配机制，用于自我训练框架，即提案自我分配，该机制将学生的建议注入教师，并生成准确的伪标签，以相应地匹配学生模型中的每个建议。 MS-Coco和Pascal-VOC数据集的实验证明了我们提出的框架与其他最先进的框架相当优越。代码将在https://github.com/hikvision-research/ssod上找到。

We propose a novel end-to-end curriculum learning approach for sparsely labelled animal datasets leveraging large volumes of unlabelled data to improve supervised species detectors. We exemplify the method in detail on the task of finding great apes in camera trap footage taken in challenging real-world jungle environments. In contrast to previous semi-supervised methods, our approach adjusts learning parameters dynamically over time and gradually improves detection quality by steering training towards virtuous self-reinforcement. To achieve this, we propose integrating pseudo-labelling with curriculum learning policies and show how learning collapse can be avoided. We discuss theoretical arguments, ablations, and significant performance improvements against various state-of-the-art systems when evaluating on the Extended PanAfrican Dataset holding approx. 1.8M frames. We also demonstrate our method can outperform supervised baselines with significant margins on sparse label versions of other animal datasets such as Bees and Snapshot Serengeti. We note that performance advantages are strongest for smaller labelled ratios common in ecological applications. Finally, we show that our approach achieves competitive benchmarks for generic object detection in MS-COCO and PASCAL-VOC indicating wider applicability of the dynamic learning concepts introduced. We publish all relevant source code, network weights, and data access details for full reproducibility. The code is available at https://github.com/youshyee/DCL-Detection.

这项工作研究了伪标签的偏见问题，一种广泛发生的自然现象，但经常通过先前的研究忽视。当在源数据上培训的分类器被传送到未标记的目标数据时，会生成伪标签。当半监督的学习模型Fixmatch预测未标记的数据时，我们观察到沉重的长尾伪标签即使未标记的数据被策划到平衡。没有干预，培训模型继承了伪标签的偏置，最终是次优。为了消除模型偏置，我们提出了一种简单而有效的方法DebiSmatch，包括自适应脱叠模块和自适应边际损失。通过使用在线更新的队列，可以自动调整脱叠的强度和边距的大小。在ImageNet-1K上基准测试，DebiasMatch分别在半监督学习（0.2％注释数据）和零拍摄学习任务中显着超过26％和8.7％的最先进。

基于伪标签的半监督学习（SSL）在原始数据利用率上取得了巨大的成功。但是，由于自我生成的人工标签中包含的噪声，其训练程序受到确认偏差的影响。此外，该模型的判断在具有广泛分布数据的现实应用程序中变得更加嘈杂。为了解决这个问题，我们提出了一种名为“班级意识的对比度半监督学习”（CCSSL）的通用方法，该方法是提高伪标签质量并增强现实环境中模型的稳健性的插手。我们的方法不是将现实世界数据视为一个联合集合，而是分别处理可靠的分布数据，并将其融合到下游任务中，并将其与图像对比度融合到下游任务中，以更好地泛化。此外，通过应用目标重新加权，我们成功地强调了清洁标签学习，并同时减少嘈杂的标签学习。尽管它很简单，但我们提出的CCSSL比标准数据集CIFAR100和STL10上的最新SSL方法具有显着的性能改进。在现实世界数据集Semi-Inat 2021上，我们将FixMatch提高了9.80％，并提高了3.18％。代码可用https://github.com/tencentyouturesearch/classification-spoomls。

半监督对象检测（SSOD）的最新进展主要由基于一致性的伪标记方法驱动，用于图像分类任务，产生伪标签作为监控信号。然而，在使用伪标签时，缺乏考虑本地化精度和放大的类别不平衡，这两者都对于检测任务至关重要。在本文中，我们介绍了针对物体检测量身定制的确定性感知伪标签，可以有效地估计导出的伪标签的分类和定位质量。这是通过将传统定位转换为分类任务之后的传统定位来实现的。在分类和本地化质量分数上调节，我们动态调整用于为每个类别生成伪标签和重重损耗函数的阈值，以减轻类别不平衡问题。广泛的实验表明，我们的方法在Coco和Pascal VOC上的1-2％AP改善了最先进的SSOD性能，同时与大多数现有方法正交和互补。在有限的注释制度中，我们的方法可以通过从Coco标记的1-10％标记数据来改善监督基准。

最近的半监督学习（SSL）方法通常基于伪标记。由于SSL性能受到伪标签质量的大大影响，因此已经提出了相互学习，以有效地抑制伪监管中的噪音。在这项工作中，我们提出了强大的相互学习，可以在两个方面提高先前的方法。首先，vanilla相互学习者遭受耦合问题，模型可能会聚以学习同质知识。我们通过介绍卑鄙教师来产生互动监督，以便在这两个学生之间没有直接互动来解决这个问题。我们还表明，强大的数据增强，模型噪声和异构网络架构对于缓解模型耦合至关重要。其次，我们注意到相互学习未能利用网络自身的伪标签改进能力。因此，我们介绍了自我整改，利用内部知识，并在相互教学前明确地整流伪标签。这种自我整改和共同教学在整个学习过程中协同提高了伪标签准确性。所提出的强大相互学习在低数据制度中展示了最先进的性能。