We consider a setting that a model needs to adapt to a new domain under distribution shifts, given that only unlabeled test samples from the new domain are accessible at test time. A common idea in most of the related works is constructing pseudo-labels for the unlabeled test samples and applying gradient descent (GD) to a loss function with the pseudo-labels. Recently, \cite{GSRK22} propose conjugate labels, which is a new kind of pseudo-labels for self-training at test time. They empirically show that the conjugate label outperforms other ways of pseudo-labeling on many domain adaptation benchmarks. However, provably showing that GD with conjugate labels learns a good classifier for test-time adaptation remains open. In this work, we aim at theoretically understanding GD with hard and conjugate labels for a binary classification problem. We show that for square loss, GD with conjugate labels converges to an $\epsilon$-optimal predictor under a Gaussian model for any arbitrarily small $\epsilon$, while GD with hard pseudo-labels fails in this task. We also analyze them under different loss functions for the update. Our results shed lights on understanding when and why GD with hard labels or conjugate labels works in test-time adaptation.


翻译:我们考虑一个场景:在分布偏移下,模型需要适应新领域,且测试时仅能获取来自该领域的无标签测试样本。大多数相关研究的共同思路是为无标签测试样本构建伪标签,并对带有伪标签的损失函数应用梯度下降(GD)。近期,\cite{GSRK22}提出的共轭标签(Conjugate Labels)是一种用于测试时自训练的新型伪标签。实验表明,在诸多领域自适应基准测试中,共轭标签的性能优于其他伪标签方法。然而,如何严格证明共轭标签的梯度下降方法在测试时自适应中能学习到有效分类器仍是一个待解问题。本文旨在从理论上理解二元分类任务中硬标签与共轭标签的梯度下降机制。我们证明:对于平方损失函数,在高斯模型下,共轭标签的梯度下降可收敛到任意小$\epsilon$的$\epsilon$-最优预测器,而硬伪标签的梯度下降无法完成此任务。此外,我们还分析了不同损失函数更新下的算法表现。本研究为理解硬标签与共轭标签的梯度下降在测试时自适应中何时有效及其内在机理提供了理论启示。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
13+阅读 · 2022年10月20日
VIP会员
最新内容
无人机自主控制与人工智能:系统性综述
专知会员服务
5+阅读 · 今天7:25
巡飞弹与反无人机系统——现代战场的两大支柱
专知会员服务
2+阅读 · 今天6:54
《打造“黄金舰队”》57页报告
专知会员服务
1+阅读 · 今天6:52
《北约数字教官网络发展路径》128页报告
专知会员服务
1+阅读 · 今天6:33
ECCV 2026 | MIMFlow:MIM与归一化流统一图像生成
专知会员服务
6+阅读 · 6月25日
网状网络及其在军事领域的运用
专知会员服务
7+阅读 · 6月25日
无美国参与的欧洲战争方式(万字长文)
专知会员服务
8+阅读 · 6月25日
《国防领域敏感性分析白皮书》
专知会员服务
9+阅读 · 6月25日
综述 | 从问答到任务完成:Agent系统与Harness设计
Agentic RL:框架、实践与长程智能体训练
专知会员服务
10+阅读 · 6月24日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员