Recent work has shown that standard training via empirical risk minimization (ERM) can produce models that achieve high accuracy on average but low accuracy on underrepresented groups due to the prevalence of spurious features. A predominant approach to tackle this group robustness problem minimizes the worst group error (akin to a minimax strategy) on the training data, hoping it will generalize well on the testing data. However, this is often suboptimal, especially when the out-of-distribution (OOD) test data contains previously unseen groups. Inspired by ideas from the information retrieval and learning-to-rank literature, this paper first proposes to use Discounted Cumulative Gain (DCG) as a metric of model quality for facilitating better hyperparameter tuning and model selection. Being a ranking-based metric, DCG weights multiple poorly-performing groups (instead of considering just the group with the worst performance). As a natural next step, we build on our results to propose a ranking-based training method called Discounted Rank Upweighting (DRU), which differentially reweights a ranked list of poorly-performing groups in the training data to learn models that exhibit strong OOD performance on the test data. Results on several synthetic and real-world datasets highlight the superior generalization ability of our group-ranking-based (akin to soft-minimax) approach in selecting and learning models that are robust to group distributional shifts.


翻译:近期研究表明,通过经验风险最小化(ERM)进行标准训练,由于虚假特征的普遍存在,可能产生平均准确率高但少数群体准确率低的模型。解决这一群体鲁棒性问题的主流方法是最小化训练数据上的最差群体误差(类似于极小化极大策略),期望其能良好泛化至测试数据。然而,当分布外(OOD)测试数据包含先前未见群体时,这种方法往往表现欠佳。受信息检索与排序学习领域思想启发,本文首先提出使用折损累计增益(DCG)作为模型质量度量标准,以促进超参数调优与模型选择。作为基于排序的度量标准,DCG对多个表现不佳的群体进行加权(而非仅考虑性能最差的群体)。作为自然延伸,我们基于此结果提出一种基于排序的训练方法——折损排名加权(DRU),该方法对训练数据中按序排列的多个表现不佳群体进行差异化重加权,从而学习出对测试数据具有强OOD性能的模型。在多个合成与真实数据集上的结果突显了基于群体排序(类似于软极小化极大)方法在选择和学习对群体分布偏移具有鲁棒性的模型时表现出的优异泛化能力。

0
下载
关闭预览

相关内容

Group一直是研究计算机支持的合作工作、人机交互、计算机支持的协作学习和社会技术研究的主要场所。该会议将社会科学、计算机科学、工程、设计、价值观以及其他与小组工作相关的多个不同主题的工作结合起来,并进行了广泛的概念化。官网链接:https://group.acm.org/conferences/group20/
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
124+阅读 · 2020年9月8日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+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
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
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8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
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
0+阅读 · 2014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
3+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
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月27日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月26日
Meta-Learning to Cluster
Arxiv
18+阅读 · 2019年10月30日
VIP会员
最新内容
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
2+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
4+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
9+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
6+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
战略前沿人工智能的再思考(中文)
专知会员服务
8+阅读 · 5月29日
《量化地基防空系统间接效应的博弈论方法》
专知会员服务
6+阅读 · 5月29日
相关VIP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
124+阅读 · 2020年9月8日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9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
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关基金
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
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
0+阅读 · 2014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
3+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员