Unsupervised contrastive learning methods have recently seen significant improvements, particularly through data augmentation strategies that aim to produce robust and generalizable representations. However, prevailing data augmentation methods, whether hand designed or based on foundation models, tend to rely heavily on prior knowledge or external data. This dependence often compromises their effectiveness and efficiency. Furthermore, the applicability of most existing data augmentation strategies is limited when transitioning to other research domains, especially science-related data. This limitation stems from the paucity of prior knowledge and labeled data available in these domains. To address these challenges, we introduce DiffAug-a novel and efficient Diffusion-based data Augmentation technique. DiffAug aims to ensure that the augmented and original data share a smoothed latent space, which is achieved through diffusion steps. Uniquely, unlike traditional methods, DiffAug first mines sufficient prior semantic knowledge about the neighborhood. This provides a constraint to guide the diffusion steps, eliminating the need for labels, external data/models, or prior knowledge. Designed as an architecture-agnostic framework, DiffAug provides consistent improvements. Specifically, it improves image classification and clustering accuracy by 1.6%~4.5%. When applied to biological data, DiffAug improves performance by up to 10.1%, with an average improvement of 5.8%. DiffAug shows good performance in both vision and biological domains.


翻译:无监督对比学习方法近期取得了显著进展,尤其是在通过数据增强策略生成鲁棒且可泛化的表征方面。然而,当前主流的数据增强方法(无论是人工设计的还是基于基础模型的)往往严重依赖先验知识或外部数据,这种依赖性常常损害其有效性和效率。此外,大多数现有数据增强策略在迁移至其他研究领域(尤其是科学相关数据)时适用性有限,这种局限性源于这些领域缺乏先验知识和标注数据。为解决这些挑战,我们提出DiffAug——一种新颖高效的基于扩散的数据增强技术。DiffAug旨在通过扩散步骤确保增强数据与原始数据共享平滑的潜在空间。与传统方法不同,DiffAug首先挖掘邻域内充分的先验语义知识,为扩散步骤提供约束引导,从而无需标签、外部数据/模型或先验知识。作为架构无关的框架,DiffAug能持续提升性能:具体而言,在图像分类和聚类任务上准确率提升1.6%~4.5%;应用于生物学数据时,性能最高提升10.1%,平均提升5.8%。DiffAug在视觉和生物学领域均展现出优异表现。

0
下载
关闭预览

相关内容

数据增强在机器学习领域多指采用一些方法(比如数据蒸馏,正负样本均衡等)来提高模型数据集的质量,增强数据。
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9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
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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
7+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
7+阅读 · 6月4日
《人工智能的挑战:算法战的想象与现实》
专知会员服务
8+阅读 · 6月4日
首场人工智能战争:Maven如何重塑武装冲突
专知会员服务
5+阅读 · 6月4日
《通往人工通用智能之路上的均衡策略》
专知会员服务
7+阅读 · 6月3日
《Palantir的科技生态系统》
专知会员服务
20+阅读 · 6月2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
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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员