2022年信息技术考试题库操作题 2022年信息技术考试题库( 二 )


然后通过KL散度度量两个混合高斯分布的距离,并通过减少KL散度来达到两个域特征的匹配 。可是,在两个混合高斯分布上直接求解KL散度并没有闭式解,这导致了无法使用有效的梯度优化方法 。在这篇论文中,作者在源域和目标域中分配相同数量的集群,每个目标域集群被分配给一个源域集群,这样就可以将整个混合高斯的KL散度求解变成了各对高斯之间的KL散度之和 。如下式:
上式的闭式解形式为:
在公式2中,源域集群的参数可以线下收集完,而且由于只用到了轻量化统计数据,所以不会导致隐私泄漏问题且只使用了少量的计算和存储开销 。对于目标域的变量,涉及到了伪标签的使用,作者为此设计了一套有效的且轻量的伪标签过滤策略 。
第二部分伪标签过滤的策略主要分为两部分:
1)时序上一致性预测的过滤:
2)根据后验概率的过滤:
最后,使用过滤后的样本来求解目标域集群的统计量:
第三部分由于在锚定聚类中,部分被滤除的样本并没有参与目标域的估计 。作者还对所有测试样本进行全局特征对齐,类似锚定聚类中对集群的做法,这里将所有样本看作一个整体的集群,在源域和目标域分别定义
然后再次以最小化KL散度为目标对齐全局特征分布:
第四部分以上三部分都在介绍一些域对齐的手段,但在TTT过程中,想要估计一个目标域的分布是不简单的,因为我们无法观测整个目标域的数据 。在前沿的工作中,TTT++[2]使用了一个特征队列来存储过去的部分样本,来计算一个局部分布来估计整体分布 。但这样不但带来了内存开销还导致了精度与内存之间的tradeoff 。在这篇论文中,作者提出了迭代更新统计量的方式来缓解内存开销 。具体的迭代更新式子如下:
总的来说,整个算法如下算法1所示:
三、实验结果
正如引言部分所说,这篇论文中作者非常注重不同TTT策略下的不同方法的公平比较 。作者将所有TTT方法根据以下两个关键因素来分类:1)是否单轮适应协议(One-PassAdaptation)和2)修改源域的训练损失方程,分别记为Y/N表示需要或不需要修改源域训练方程,O/M表示单轮适应或多轮适应 。除此之外,作者在6个基准的数据集上进行了充分的对比实验和一些进一步的分析 。
如表一所示,TTT++[2]同时出现在了N-O和Y-O的协议下,是因为TTT++[2]拥有一个额外的自监督分支,我们在N-O协议下将不添加自监督分支的损失,而在Y-O下可以正常使用此分子的损失 。TTAC在Y-O下也是使用了跟TTT++[2]一样的自监督分支 。从表中可以看到,在所有的TTT协议下所有数据集下,TTAC均取得到最优的结果;在CIFAR10-C和CIFAR100-C数据集上,TTAC都取得了3%以上的提升 。从表2-表5分别是ImageNet-C、CIFAR10.1、VisDA上的数据,TTAC均取到了最优的结果 。
此外,作者在多个TTT协议下同时做了严格的消融实验,清晰地看出了每个部件的作用,如表6所示 。首先从L2Dist和KLD的对比中,可以看出使用KL散度来衡量两个分布具有更优的效果;其次,发现如果单单使用AnchoredClustering或单独使用伪标签监督提升只有14%,但如果结合了AnchoredCluster和PseudoLabelFilter就可以看到性能显著提高29.15%->11.33% 。这也可以看出每个部件的必要性和有效的结合 。
最后,作者在正文的尾部从五个维度对TTAC展开了充分的分析,分别是sTTT(N-O)下的累计表现、TTAC特征的TSNE可视化、源域无关的TTT分析、测试样本队列和更新轮次的分析、以wall-clock时间度量计算开销 。还有更多有趣的证明和分析会展示在文章的附录中 。
四、总结
本文只是粗糙地介绍了TTAC这篇工作的贡献点:对已有TTT方法的分类比较、提出的方法、以及各个TTT协议分类下的实验 。论文和附录中会有更加详细的讨论和分析 。我们希望这项工作能够为TTT方法提供一个公平的基准,未来的研究应该在各自的协议内进行比较 。

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