In this paper, we provide 20,000 non-trivial human annotations on popular datasets as a first step to bridge gap to studying how natural semantic spurious features affect image classification, as prior works often study datasets mixing low-level features due to limitations in accessing realistic datasets. We investigate how natural background colors play a role as spurious features by annotating the test sets of CIFAR10 and CIFAR100 into subgroups based on the background color of each image. We name our datasets \textbf{CIFAR10-B} and \textbf{CIFAR100-B} and integrate them with CIFAR-Cs. We find that overall human-level accuracy does not guarantee consistent subgroup performances, and the phenomenon remains even on models pre-trained on ImageNet or after data augmentation (DA). To alleviate this issue, we propose \textbf{FlowAug}, a \emph{semantic} DA that leverages decoupled semantic representations captured by a pre-trained generative flow. Experimental results show that FlowAug achieves more consistent subgroup results than other types of DA methods on CIFAR10/100 and on CIFAR10/100-C. Additionally, it shows better generalization performance. Furthermore, we propose a generic metric, \emph{MacroStd}, for studying model robustness to spurious correlations, where we take a macro average on the weighted standard deviations across different classes. We show \textit{MacroStd} being more predictive of better performances; per our metric, FlowAug demonstrates improvements on subgroup discrepancy. Although this metric is proposed to study our curated datasets, it applies to all datasets that have subgroups or subclasses. Lastly, we also show superior out-of-distribution results on CIFAR10.1.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

图像分类,顾名思义,是一个输入图像,输出对该图像内容分类的描述的问题。它是计算机视觉的核心,实际应用广泛。
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
163+阅读 · 2019年10月12日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29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
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
1+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
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29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
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
1+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员