SIDDA: SInkhorn Dynamic Domain Adaptation for Image Classification with Equivariant Neural Networks
Notice bibliographique
Résumé
Modern neural networks (NNs) often do not generalize well in the presence of a "covariate shift"; that is, in situations where the training and test data distributions differ, but the conditional distribution of classification labels remains unchanged. In such cases, NN generalization can be reduced to a problem of learning more domain-invariant features. Domain adaptation (DA) methods include a range of techniques aimed at achieving this; however, these methods have struggled with the need for extensive hyperparameter tuning, which then incurs significant computational costs. In this work, we introduce SIDDA, an out-of-the-box DA training algorithm built upon the Sinkhorn divergence, that can achieve effective domain alignment with minimal hyperparameter tuning and computational overhead. We demonstrate the efficacy of our method on multiple simulated and real datasets of varying complexity, including simple shapes, handwritten digits, and real astronomical observations. SIDDA is compatible with a variety of NN architectures, and it works particularly well in improving classification accuracy and model calibration when paired with equivariant neural networks (ENNs). We find that SIDDA enhances the generalization capabilities of NNs, achieving up to a $\approx40\%$ improvement in classification accuracy on unlabeled target data. We also study the efficacy of DA on ENNs with respect to the varying group orders of the dihedral group $D_N$, and find that the model performance improves as the degree of equivariance increases. Finally, we find that SIDDA enhances model calibration on both source and target data--achieving over an order of magnitude improvement in the ECE and Brier score. SIDDA's versatility, combined with its automated approach to domain alignment, has the potential to advance multi-dataset studies by enabling the development of highly generalizable models.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».