当前位置:

首页 > 业界资讯 > ICLR 2024 Spotlight | 负标签挖掘助力基于CLIP的分布外检测任务

ICLR 2024 Spotlight | 负标签挖掘助力基于CLIP的分布外检测任务

在机器学习模型日益应用于开放世界场景中,如何有效识别和处理分布外(Out-of-Distribution,OOD)数据成为一个重要研究领域。分布外数据的存在可能导致模型过度自信和错误预测,这在安全关键应用(如自动驾驶和医疗诊断)中尤为危险。因此,发展一种有效的OOD检测机制,对于提高模型在实际应用中的安全性和可靠性至关重要。传统的OOD检测方法主要集中在单一模式,特别是图像数据上,而忽视了其它潜在有用的信息源,例如文本数据。随着视觉-语言模型(VLMs)的兴起,它们在多模式学习场景中展示了强大的性能,特别

在机器学习模型日益应用于开放世界场景中,如何有效识别和处理分布外(Out-of-Distribution,OOD)数据成为一个重要研究领域。分布外数据的存在可能导致模型过度自信和错误预测,这在安全关键应用(如自动驾驶和医疗诊断)中尤为危险。因此,发展一种有效的OOD检测机制,对于提高模型在实际应用中的安全性和可靠性至关重要。

传统的OOD检测方法主要集中在单一模式,特别是图像数据上,而忽视了其它潜在有用的信息源,例如文本数据。随着视觉-语言模型(VLMs)的兴起,它们在多模式学习场景中展示了强大的性能,特别是在处理需要同时理解图像和相关文本描述的任务中表现出色。现有的基于VLMs的OOD检测方法[3,4,5]仅仅使用了ID标签的语义信息,忽略了VLMs模型强大的零样本能力,以及VLMs可解释非常广阔的语义空间。基于此,我们认为VLMs在OOD检测中有巨大的未开发潜力,尤其是它们可以综合利用图像和文本信息来改善检测效果。

这篇文章围绕三个问题展开:

1.非ID标签的信息是否对零样本OOD检测有帮助?

2.如何挖掘出对零样本OOD检测有利的信息?

3.如何利用挖掘出的信息进行零样本OOD检测?

在这个项目中,我们提出了一种名为NegLabel的创新方法,该方法利用VLMs进行OOD检测。NegLabel方法特别引入了“负标签”机制,这些负标签与已知ID类别标签具有显著的语义差异,通过分析比较图像和ID标签和负标签的亲和性和性质,NegLabel能够有效地区分属于分布外的样本,从而显著增强模型对OOD样本的识别能力。

在多个零样本OOD检测基准测试中,NegLabel取得了优越的性能表现。在大规模数据集如ImageNet-1k上能够达到94.21%的AUROC和25.40%的FPR95。相比于基于VLMs的OOD检测方法,NegLabel不仅不需要额外的训练过程,而且展示出更优越的性能。此外,NegLabel在不同的VLM架构上都表现出了优异的通用性和鲁棒性。

ICLR 2024 Spotlight | 负标签挖掘助力基于CLIP的分布外检测任务

Ø论文链接:https://arxiv.org/pdf/2403.20078.pdf

Ø代码链接:https://github.com/tmlr-group/NegLabel

接下来将简要地向大家分享我们近期发表在 ICLR 2024 上的分布外检测方向的研究结果。

预备知识

ICLR 2024 Spotlight | 负标签挖掘助力基于CLIP的分布外检测任务

方法介绍

NegLabel的核心就是引入了“负标签”机制,这些负标签与已知ID类别标签具有显著的语义差异,通过分析比较图像与ID标签和负标签的亲和性,NegLabel能够有效地区分出属于分布外的样本,从而显著增强模型对OOD样本的识别能力。

ICLR 2024 Spotlight | 负标签挖掘助力基于CLIP的分布外检测任务

图1. NegLabel的总览图

1. 如何选取负标签?

ICLR 2024 Spotlight | 负标签挖掘助力基于CLIP的分布外检测任务

ICLR 2024 Spotlight | 负标签挖掘助力基于CLIP的分布外检测任务

2. 如何利用负标签来进行OOD检测?

ICLR 2024 Spotlight | 负标签挖掘助力基于CLIP的分布外检测任务

ICLR 2024 Spotlight | 负标签挖掘助力基于CLIP的分布外检测任务

3.如何理解负样本可以促进零样本OOD检测?

ICLR 2024 Spotlight | 负标签挖掘助力基于CLIP的分布外检测任务

实验结果

我们的研究工作提供了多维度的实验结果以理解我们提出的方法性能及底层机理。

如下表所示,与诸多性能优良的基准方法和先进方法相比,本文提出的方法可以大规模数据集(如ImageNet)上在其基础上达到更优的分布外检测效果。

ICLR 2024 Spotlight | 负标签挖掘助力基于CLIP的分布外检测任务

此外,如下表所示,本文的方法在ID数据发生域迁移时有着更好的鲁棒性。

ICLR 2024 Spotlight | 负标签挖掘助力基于CLIP的分布外检测任务

在下列两个表格中,我们对NegLabel的各个模块还有VLMs的结构进行了消融实验。左表可以看出,NegMining算法和Grouping策略都可以有效提升OOD检测的性能。右表展示了我们提出的NegLabel算法在不同结构的VLMs有着良好的适应性。

ICLR 2024 Spotlight | 负标签挖掘助力基于CLIP的分布外检测任务

我们还对不同输入图像对于ID标签和负标签的亲和度进行了可视化分析,更多详细的实验和结果请参考原文。

ICLR 2024 Spotlight | 负标签挖掘助力基于CLIP的分布外检测任务

ICLR 2024 Spotlight | 负标签挖掘助力基于CLIP的分布外检测任务

参考文献

[1] Hendrycks, D. and Gimpel, K. A baseline for detecting misclassified and out-of-distribution examples in neural networks. In ICLR, 2017.

[2] Alec Radford, Jong Wook Kim, Chris Hallacy, Aditya Ramesh, Gabriel Goh, Sandhini Agarwal,Girish Sastry, Amanda Askell, Pamela Mishkin, Jack Clark, et al. Learning transferable visual models from natural language supervision. In ICML, 2021.

[3] Sepideh Esmaeilpour, Bing Liu, Eric Robertson, and Lei Shu. Zero-shot out-of-distribution detection based on the pre-trained model clip. In AAAI, 2022.

[4] Yifei Ming, Ziyang Cai, Jiuxiang Gu, Yiyou Sun, Wei Li, and Yixuan Li. Delving into out-ofdistribution detection with vision-language representations. In NeurIPS, 2022a.

[5] Hualiang Wang, Yi Li, Huifeng Yao, and Xiaomeng Li. Clipn for zero-shot ood detection: Teaching clip to say no. ICCV, 2023.

[6] Christiane Fellbaum. WordNet: An Electronic Lexical Database. Bradford Books, 1998. 

本文内容来源于互联网,如有侵权请联系删除。
作者最新文章
业界资讯
相关文章 更多
Siri等明年!苹果WWDC25给AI交底:画小饼,继续熬
Siri等明年!苹果WWDC25给AI交底:画小饼,继续熬

不求速胜,熬吧。

比特现金未来:可扩展性与支付潜力
比特现金未来:可扩展性与支付潜力

比特现金(BCH)的未来发展前景看好。凭借其可扩展性、支付采用、价值存储、智能合约和坚实的社区支持,比特现金有望在多个领域取得显著发展,成为一种多功能且广泛使用的加密货币。

ACH总量10亿,价值与用途详解
ACH总量10亿,价值与用途详解

ACH 总共发行了 10 亿枚,用于支付网关费用、治理投票和质押奖励。ACH 基于 BEP-20 标准,采用 PoS 机制,可通过私募、公募和生态系统分配获取,其价值受服务需求、实用性和市场趋势影响,可在币安、火币等交易所购买。

Coinbase Pro设置指南:下载、登录与自定义
Coinbase Pro设置指南:下载、登录与自定义

Coinbase Pro 设置步骤:下载并安装软件后,打开并登录,点击右上角齿轮图标进入“首选项”。在首选项中,你可以调整界面、安全、通知、交易和API设置,完成后点击“保存”按钮确认更改。

IoTeX等基础设施如何赋能IoT生态
IoTeX等基础设施如何赋能IoT生态

IoTeX、DePHY和peaq是构建物联网生态系统的关键基础设施。IoTeX提供去中心化网络,确保物联网交易和数据的安全性。DePHY利用区块链技术实现频谱共享和自治管理。peaq促进设备间的数据标准化和共享。通过这些基础设施的协同作用,物联网生态系统实现了去中心化、安全、互操作性和自治,充分释放了物联网的潜力。

DOGE发行价多少
DOGE发行价多少

波场etf代码
波场etf代码

TRX浏览器查询地址
TRX浏览器查询地址

ChainLink跑路了吗
ChainLink跑路了吗

什么叫Toncoin杠杆
什么叫Toncoin杠杆

查看更多
精品专题 更多
装机必备
装机必备

正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

Windows
Windows

正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

macOS软件
macOS软件

正软商城macOS软件专区,精选适用于Mac电脑的办公、设计、影音、效率、开发和系统工具,提供软件功能介绍、macOS兼容版本、正版授权及购买下载服务。

Mac软件 更多
灵活计算器
灵活计算器
macOS/iOS/Android

灵活计算器是一款笔记式算数应用,支持实时计算、动态关联和云端同步功能。记录、整理和输出之间的过渡会更自然,适合长期写作、做笔记或持续沉淀个人内容。

赤友清理大师
赤友清理大师
macOS

赤友清理大师是一款为 Mac 设计的智能清理优化工具,可精准扫描垃圾、大文件、重复文件等,释放磁盘空间。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

极度公式
极度公式
Windows/macOS/Linux

极度公式是一款跨平台专业LaTeX公式识别编辑软件,支持OCR公式识别和多平台编辑。和使用说明,避免使用,享受完整功能与稳定支持。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

WINDOWS 更多
Windows 10
Windows 10
Windows

Windows 10 是一款微软推出的经典操作系统,拥有硬件兼容性与多任务处理能力。它更偏向把系统状态查看和常用调节动作放在一起,适合需要持续观察和微调设备状态的场景。

极度公式
极度公式
Windows/macOS/Linux

极度公式是一款跨平台专业LaTeX公式识别编辑软件,支持OCR公式识别和多平台编辑。和使用说明,避免使用,享受完整功能与稳定支持。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

密码键盘
密码键盘
Windows/macOS/iOS/Android

密码键盘是一款兼具安全性与便捷性的高效密码管理器。日常使用里的持续防护和信息管理会更突出,适合把安全控制放进长期使用流程中的场景。