来源:Frontiers of Computer Science 发布时间:2022/5/9 14:03:57
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FCS | 绿色通道: 基于扰动不变性表征和可迁移原型的少样本域自适应

论文标题:Toward few-shot domain adaptation with perturbation-invariant representation and transferable prototypes

期刊:Frontiers of Computer Science

作者:Junsong FAN , Yuxi WANG , He GUAN , Chunfeng SONG , Zhaoxiang ZHANG

发表时间:27 Apr 2022

DOI:10.1007/s11704-022-2015-7

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导读

语义分割的域自适应(DA)旨在减少密集像素级预测任务的标注负担。它专注于解决域差异问题,设法将从丰富的源数据中学到的知识转移到新的目标场景中。尽管最近的工作在该领域取得了快速进展,但由于在目标域中没有任何可用的标注提示,它们的性能仍然远远低于完全监督模型。考虑到在实际应用中小样本标注的获取成本低廉,我们尝试利用它们来缩小DA方法和完全监督方法之间的性能差距。这个问题的关键是利用少样本标签来有效地学习鲁棒的、具有跨域不变性的预测。为此,我们首先设计了一种数据扰动策略来增强表征的鲁棒性。此外,提出了一种可迁移的原型模块,以弥合源数据和少样本目标数据之间的域差异。通过这些提出的方法,我们的方法在某种程度上可以与完全监督的模型相媲美。我们通过扩展实验来证明所提出方法的有效性,并在两个广为流行的DA任务上,即从GTA5到Cityscapes和SYNTHIA到Cityscapes的域迁移任务上,取得了最新的性能。

文章精要

摘要

Domain adaptation (DA) for semantic segmentation aims to reduce the annotation burden for the dense pixel-level prediction task. It focuses on tackling the domain gap problem and manages to transfer knowledge learned from abundant source data to new target scenes. Although recent works have achieved rapid progress in this field, they still underperform fully supervised models with a large margin due to the absence of any available hints in the target domain. Considering that few-shot labels are cheap to obtain in practical applications, we attempt to leverage them to mitigate the performance gap between DA and fully supervised methods. The key to this problem is to leverage the few-shot labels to learn robust domain-invariant predictions effectively. To this end, we first design a data perturbation strategy to enhance the robustness of the representations. Furthermore, a transferable prototype module is proposed to bridge the domain gap based on the source data and few-shot targets. By means of these proposed methods, our approach can perform on par with the fully supervised models to some extent. We conduct extensive experiments to demonstrate the effectiveness of the proposed methods and report the state-of-the-art performance on two popular DA tasks, i.e., from GTA5 to Cityscapes and SYNTHIA to Cityscapes.

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Frontiers of Computer Science


Frontiers of Computer Science (FCS)是由教育部主管、高等教育出版社和北京航空航天大学共同主办、SpringerNature 公司海外发行的英文学术期刊。本刊于 2007 年创刊,双月刊,全球发行。主要刊登计算机科学领域具有创新性的综述论文、研究论文等。本刊主编为周志华教授,共同主编为熊璋教授。编委会及青年 AE 团队由国内外知名学者及优秀青年学者组成。本刊被 SCI、Ei、DBLP、INSPEC、SCOPUS 和中国科学引文数据库(CSCD)核心库等收录,为 CCF 推荐期刊;两次入选“中国科技期刊国际影响力提升计划”;入选“第4届中国国际化精品科技期刊”;入选“中国科技期刊卓越行动计划项目”。


《前沿》系列英文学术期刊

由教育部主管、高等教育出版社主办的《前沿》(Frontiers)系列英文学术期刊,于2006年正式创刊,以网络版和印刷版向全球发行。系列期刊包括基础科学、生命科学、工程技术和人文社会科学四个主题,是我国覆盖学科最广泛的英文学术期刊群,其中13种被SCI收录,其他也被A&HCI、Ei、MEDLINE或相应学科国际权威检索系统收录,具有一定的国际学术影响力。系列期刊采用在线优先出版方式,保证文章以最快速度发表。

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