SIDDA: SInkhorn Dynamic Domain Adaptation for image classification with equivariant neural networks
Notice bibliographique
Résumé
Abstract 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 given the data remains unchanged. In such cases, NN generalization can be reduced to a problem of learning domain-invariant features. Domain adaptation (DA) methods include a broad range of techniques aimed at achieving this; however, these methods have struggled with the need for hyperparameter tuning, which then incurs 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. These datasets exhibit covariate shifts due to noise, blurring, and differences between telescopes. 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 NNs (ENNs). We find that SIDDA enhances the generalization capabilities of NNs, achieving up to a 40% improvement in classification accuracy on unlabeled target data. We also study the efficacy of DA on ENNs with respect to the varying orders of the dihedral group, and find that the model performance improves with higher orders. Finally, we find that SIDDA enhances model calibration on both source and target data, with the most significant gains in the unlabeled target domain---achieving over an order of magnitude improvement in the ECE and Brier score. SIDDA's versatility across various NN models and datasets, combined with its automated approach to domain alignment, has the potential to significantly advance multi-dataset studies by enabling the development of highly generalizable models
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».