【论文笔记】Asymmetric Tri-training for Unsupervised Domain Adaptation

本文介绍了Asymmetric Tri-training方法用于无监督领域适应,它解决了源数据有标签而目标数据无标签的问题。通过训练两个分类器为目标数据生成可靠标签,再用这些标签训练新的分类器,实现目标域的特征学习。训练过程中,通过约束不同分支的分类器权重差异以确保多样性,并使用特定阈值筛选有效标签。

@[TOC](【论文笔记】Asymmetric Tri-training for Unsupervised Domain Adaptation))
论文地址:http://cn.arxiv.org/pdf/1702.08400v3
代码地址:https://github.com/corenel/pytorch-atda#pytorch-atda

基本介绍

ATDA 解决的问题: 源数据有类别标签,目标域没有标签;如何去学习到目标域的特征表达?在不同域都具有良好的效果的分类器是不存在的,文中的解决方法如下:用两个网络来去标记目标域的标签,和另外一个网络学习目标域的特征表达。

主要结构

  1. 主要流程如下:

    1. 首先用源域数据(有标签)训练两个分类器。
    2. 用源域训练好的分类器给目标域的数据打标签,只有两个分类器的预测标签是一样的,并且至少有一个是大于给定阈值的,该标签才是可靠的。
    3. 用目标域的数据(有伪标签)去训练一个新的分类器。
      基本流程图
  2. 流程图
    流程图

这张图就是上面的基本流程的具体化,主要有四个部分:F(源域和目标域共享的网络),F1<

### 非对称掩码蒸馏在小型基础模型预训练中的应用 非对称掩码蒸馏(Asymmetric Masked Distillation, AMD)是一种用于优化小型基础模型预训练的技术。该技术通过引入教师-学生框架,结合掩码机制,显著提升了小型模型的性能和效率[^1]。 在多模态基础模型中,AMD 技术的核心思想是利用一个强大的教师模型生成指导信号,帮助学生模型学习更高效的特征表示。具体而言,非对称掩码蒸馏允许教师模型与学生模型在结构上存在差异,例如教师模型可以是一个大规模的多模态模型,而学生模型则是一个轻量级的小型模型。这种非对称性使得学生模型能够专注于学习特定任务的关键特征,同时保持较低的计算复杂度[^2]。 #### 技术实现 AMD 的实现通常包括以下几个关键步骤: 1. **掩码策略**:在输入数据上施加随机或规则化的掩码,以模拟真实场景中的噪声或缺失信息。这一过程有助于增强模型的鲁棒性和泛化能力。 2. **知识蒸馏**:通过最小化教师模型输出与学生模型输出之间的差异(如 KL 散度),将教师模型的知识迁移到学生模型中。 3. **目标函数设计**:结合掩码损失和蒸馏损失,构建综合的目标函数,以确保学生模型在学习过程中兼顾准确性和效率。 以下是一个简单的代码示例,展示了如何在 PyTorch 中实现非对称掩码蒸馏: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim # 定义教师模型和学生模型 class TeacherModel(nn.Module): def __init__(self): super(TeacherModel, self).__init__() self.fc = nn.Linear(100, 10) def forward(self, x): return self.fc(x) class StudentModel(nn.Module): def __init__(self): super(StudentModel, self).__init__() self.fc = nn.Linear(100, 10) def forward(self, x): return self.fc(x) # 初始化模型、损失函数和优化器 teacher = TeacherModel() student = StudentModel() criterion = nn.KLDivLoss() optimizer = optim.Adam(student.parameters(), lr=0.001) # 模拟数据 data = torch.randn(32, 100) mask = torch.rand(32, 100) > 0.5 # 随机生成掩码 # 前向传播 teacher_output = teacher(data) student_output = student(data * mask) # 应用掩码 # 计算损失 loss = criterion(torch.log_softmax(student_output, dim=-1), torch.softmax(teacher_output, dim=-1)) # 反向传播与优化 optimizer.zero_grad() loss.backward() optimizer.step() ``` 上述代码中,教师模型生成的输出作为指导信号,学生模型则通过应用掩码来学习更加鲁棒的特征表示。通过这种方式,小型基础模型能够在保持高效的同时,达到接近甚至超越大型模型的性能[^1]。 ### 总结 非对称掩码蒸馏技术为小型基础模型的预训练提供了一种有效的方法。通过结合掩码机制和知识蒸馏,该技术不仅提高了模型的性能,还增强了其在实际应用场景中的适用性[^2]。
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