Learning Loss Functions for Semi-supervised Learning via Discriminative Adversarial Networks
AI Foundations, IBM Research（IBM研究院人工智能基础部）；IBM T.J Watson Research Center（IBM托马斯·J·沃森研究中心）
我们提出了区分对抗网络（DAN）的半监督学习和损失函数学习。我们的DAN方法建立在生成对抗网络（GANs）和条件GANs的基础上，但包括使用两个鉴别器而不是生成器和鉴别器的关键区别。DAN可以被看作是一个学习预测器的损失函数的框架，它还以简单的方式实现了半监督学习。我们针对两种不同的预测任务提出了DAN的实例：分类和排名。我们在三个不同任务的数据集上的实验结果表明，DAN是一个很有前途的框架，用于半监督学习和学习预测器的损失函数。对于所有任务，DAN的半监督能力可以显着提高小标记集的预测器性能，而任务之间的架构变化较小。此外，由DAN自动学习的损失函数是非常有竞争力的，并且通常优于半监督学习和监督学习的标准成对和负对数似然损失函数。
2017-07-07 cs.LG
LaplaceNet: A Hybrid Graph-Energy Neural Network for Deep Semi-Supervised Classification
半监督学习近年来受到了广泛的关注，因为它需要大量的标记数据，这些数据通常是昂贵的，需要专家知识并且收集起来很耗时。最近在深度半监督分类方面的发展已经达到了前所未有的性能，监督学习和半监督学习之间的差距正在不断缩小。这种性能上的改进是基于包括许多技术技巧、强增强技术和具有多项损失函数的昂贵优化方案。我们提出了一个新的框架，LaplaceNet，深度半监督分类，大大降低了模型的复杂性。我们利用一种混合的方法，其中伪标签通过最小化图上的拉普拉斯能量来产生。这些伪标签然后被用于迭代地训练神经网络骨干。在几个基准数据集上，我们的模型优于最先进的深度半监督分类方法。此外，我们认为强增广神经网络的应用理论和证明使用多采样方法的半监督学习。我们证明，通过严格的实验，多采样增强方法提高了泛化能力，降低了网络对增强的敏感性。
2022-09-28 cs.LG
Swarm Intelligence in Semi-supervised Classification
本文综述了群体智能算法在半监督分类领域的研究进展。在机器学习领域，有许多关于应用群体智能算法的研究论文。SI中的一些算法单独或与其他ML算法混合应用于ML领域。SI算法也可用于ML算法的参数调整，或作为ML算法的骨干。本文简要介绍了群体智能算法在半监督学习领域中的应用
2017-06-03 cs.LG
Progressive Feature Upgrade in Semi-supervised Learning on Tabular Domain
Old Dominion University（欧道明大学）
最近的半监督和自我监督的方法已经显示出巨大的成功，在图像和文本领域利用增强技术。尽管取得了这样的成功，但将这种成功转移到表格域并不容易。由于表格域中混合了不同的数据类型（连续数据和分类数据），因此不容易适应从图像和语言到表格数据的特定域转换。在表格领域有一些半监督的工作，专注于提出新的表格数据增强技术。这些方法可能在分类数据中具有低基数的数据集上显示出一些改进。然而，根本性的挑战尚未得到解决。所提出的方法要么不适用于具有高基数的数据集，要么不使用分类数据的有效编码。我们建议使用条件概率表示和一个有效的渐进式功能升级框架，以有效地学习表示表格数据在半监督应用程序。大量的实验表明，该框架的优越性能和潜在的应用在半监督设置。
2022-12-01 cs.LG
Exponential Family Hybrid Semi-Supervised Learning
School of Computing（计算学院）；University of Utah（犹他大学）
我们提出了一种基于指数族特征的半监督学习方法。我们的方法概括了以前的工作耦合先验混合生成/歧视模型。我们的模型比以前的方法更灵活和自然。在几个数据集上的实验结果表明，我们的方法在实践中也表现得更好。
2010-03-02 cs.LG
Semi-supervised Learning by Latent Space Energy-Based Model of Symbol-Vector Coupling
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；Stevens Institute of Technology（斯蒂文斯理工学院）
提出了一种基于潜在空间能量的半监督学习先验模型。该模型建立在一个生成器网络上，该网络将一个潜在向量映射到观察到的示例。先验模型的能量项将潜在向量和符号独热向量耦合，使得分类可以基于从观察到的示例推断的潜在向量。在我们的学习方法中，符号向量耦合，生成器网络和推理网络联合学习。我们的方法适用于半监督学习在各种数据域，如图像，文本和表格数据。实验结果表明，该方法在半监督学习任务中表现良好。
2020-10-19 cs.LG
A Semi-Supervised Method for Predicting Cancer Survival Using Incomplete Clinical Data
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；Emory University（埃默里大学）
预测癌症患者的存活率是一个开放的研究领域。然而，这些研究中的许多都集中在具有大量患者的数据集上。我们提出了一种新的方法，专门用于解决数据稀缺的挑战，这通常是癌症数据集的情况。我们的方法是能够使用未标记的数据，通过采用半监督训练方法来学习集成分类器，以提高分类。将我们的方法应用于三个癌症数据集的结果显示了半监督学习预测癌症生存率的前景。
2015-09-29 cs.LG
Semi-supervised Learning with Regularized Laplacian
Inria（法国国家信息与自动化研究所）；Trapeznikov Institute of Control Sciences of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院特拉佩兹尼科夫控制科学研究所）；St. Petersburg State University（圣彼得堡国立大学）
研究了一种基于相似图和正则拉普拉斯算子的半监督学习方法。我们给出了正则化拉普拉斯方法的方便的优化公式，并建立了它的各种性质。特别是，我们表明，该方法的内核可以解释在离散和连续时间的随机游动，并拥有几个重要的属性的邻近措施。最优化和线性代数方法都可以用于分类函数的有效计算。我们在数值例子中证明了正则化拉普拉斯方法相对于其他最先进的半监督学习方法是有竞争力的。
2015-08-20 cs.LG
S4L: Self-Supervised Semi-Supervised Learning
Google Research（谷歌研究院）
这项工作解决了图像分类器的半监督学习问题。我们的主要观点是，半监督学习领域可以受益于快速发展的自监督视觉表示学习领域。结合这两种方法，我们提出了自监督半监督学习的框架，并使用它来获得两个新的半监督图像分类方法。我们证明了这些方法的有效性相比，精心调整的基线，和现有的半监督学习方法。然后，我们证明了我们的方法和现有的半监督方法可以联合训练，在半监督ILSVRC-2012上产生了一个新的最先进的结果，标签数为10%。
2019-07-23 cs.CV cs.LG
Comprehensive Attention Self-Distillation for Weakly-Supervised Object Detection
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
弱监督目标检测（WSOD）已经成为一种有效的工具，训练对象检测器使用的图像级类别标签。然而，如果没有对象级别的标签，WSOD检测器很容易检测到显着的对象，聚类对象和歧视性的对象部分的边界框。此外，图像级类别标签不强制跨相同图像的不同变换的一致的目标检测。针对上述问题，我们提出了一个全面的注意力自我蒸馏（CASD）训练方法的WSOD。为了平衡所有对象实例之间的特征学习，CASD计算从相同图像的多个变换和特征层聚合的综合注意力。为了对对象进行一致的空间监督，CASD在WSOD网络上进行自蒸馏，使得综合注意力同时由相同图像的多个变换和特征层来近似。CASD在PASCAL VOC 2007/2012和MS-COCO等标准基准上生成最新的WSOD结果。
2020-10-22 cs.CV cs.LG
Vehicle Trajectory Prediction by Transfer Learning of Semi-Supervised Models
Columbia University（哥伦比亚大学）
在这项工作中，我们表明，用于车辆轨迹预测的半监督模型显着提高了最先进的现实世界基准上的监督模型的性能。从监督模型到半监督模型允许通过使用未标记数据进行扩展，将预训练中的图像数量从数百万增加到10亿。我们进行消融研究，比较半监督和监督模型的迁移学习，同时保持所有其他因素相同。在半监督模型中，我们比较了对比学习与师生方法，以及预测少量轨迹的网络与预测大轨迹集上概率的网络。我们的结果使用低级别和中级表示的驾驶环境证明了半监督方法的适用性，为现实世界的车辆轨迹预测。
2020-10-10 cs.CV cs.LG
Colour augmentation for improved semi-supervised semantic segmentation
University of East Anglia（东英吉利大学）
一致性正则化描述了一类已经产生了最先进的半监督分类结果的方法。虽然半监督语义分割被证明是更具挑战性的，但最近已经提出了许多成功的方法。最近的工作探讨了使用一致性正则化分割问题所涉及的挑战。Chen等人在他们的自监督工作中发现，颜色增强阻止了分类网络使用图像颜色统计作为通过实例判别进行自监督学习的捷径。从中汲取灵感，我们发现类似的问题阻碍了半监督语义分割，并提供颜色增强作为解决方案，提高了半监督语义分割在具有挑战性的摄影图像上的性能。
2021-10-09 cs.CV cs.LG
Adversarial Learning for Supervised and Semi-supervised Relation Extraction in Biomedical Literature
Department of Computer and Information Science University of Delaware（特拉华大学计算机与信息科学系）
对抗性训练是一种通过在训练过程中引入对抗性样本来提高模型性能的技术。在本文中，我们研究了多个对抗性示例的对抗性训练，以利于关系抽取任务。我们还在半监督场景中应用对抗训练技术来利用未标记的数据。对蛋白质相互作用和蛋白质亚细胞定位任务的评估结果表明，对抗训练提供了对监督模型的改进，并且在半监督训练情况下也有效地涉及未标记数据。此外，我们的方法在两个基准数据集上实现了最先进的性能。
2020-09-25 cs.CL cs.LG
Online Semi-Supervised Learning with Bandit Feedback
IBM Research（IBM研究院）
我们在半监督学习和上下文强盗的交叉点上提出了一个新的问题，其动机是一些应用，包括临床试验和广告推荐。我们演示了如何图卷积网络（GCN），一个半监督学习的方法，可以调整到新的问题制定。我们还提出了半监督缺失回报估算的线性上下文强盗的变体。然后，我们充分利用这两种方法来开发多GCN嵌入式上下文强盗。我们的算法在几个真实世界的数据集上进行了验证。
2020-10-23 cs.LG stat.ML
Semi-supervised Classification for Natural Language Processing
University of Western Ontario（西安大略大学）
半监督分类是一个有趣的想法，其中分类模型是从标记和未标记的数据中学习的。在自然语言处理领域，它与监督分类相比有许多优点。例如，监督分类只利用昂贵的标记数据，这些数据通常难以获得，数量不足，并且需要人类专家进行注释。另一方面，未标记的数据便宜且丰富。尽管许多因素限制了半监督分类的广泛使用，但由于其性能水平在经验上与监督分类一样好，因此它已经变得流行。本研究探讨了半监督分类在句法分析、生物医学信息处理、文本分类和摘要等自然语言处理任务中的可能性和成就以及复杂性和局限性。
2014-09-25 cs.CL cs.LG
Semi-Supervised Convolutional Neural Networks for Human Activity Recognition
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
用于训练活动识别分类器的标记数据通常在大小和多样性方面受到限制。因此，当在现实世界的用例中使用时，学习的模型可能无法很好地泛化。半监督学习使用未标记的示例来增强标记的示例，通常会提高性能。然而，在活动识别文献中研究的半监督方法假设特征工程已经完成。在本文中，我们解除这一假设，并提出了两个半监督的方法，基于卷积神经网络（CNN）学习判别隐藏功能。我们的半监督CNN从标记和未标记的数据中学习，同时还对原始传感器数据进行特征学习。在三个真实世界数据集上的实验中，我们表明，我们的CNN在平均F1得分（Fm）方面优于监督方法和传统的半监督学习方法高达18%。
2018-01-22 cs.LG stat.ML
Semi-Supervised Machine Learning: a Homological Approach
Universidad de La Rioja（拉里奥哈大学）
在本文中，我们描述了一种新的方法，半监督机器学习的数学基础。利用符号计算和计算机代数的方法，利用持久同调的概念，得到了一种新的半监督学习方法。
2023-01-27 cs.DS cs.LG
Semi-supervised Conditional GANs
Palo Alto Research Center（帕洛阿尔托研究中心）；Verizon Labs（威瑞森实验室）
我们引入了一种新的模型，用于在半监督设置中建立条件生成模型，通过适应GAN框架来有条件地生成给定属性的数据。提出的半监督GAN（SS-GAN）模型使用一对堆叠的鉴别器来分别学习数据的边缘分布和给定数据的属性的条件分布。在半监督设置中，边缘分布（通常更难学习）是从标记+未标记的数据中学习的，而条件分布纯粹是从标记数据中学习的。我们的实验结果表明，该模型的性能显着优于现有的半监督条件GAN模型。
2017-08-19 cs.LG stat.ML
Semi-Supervised AUC Optimization based on Positive-Unlabeled Learning
Graduate School of Frontier Sciences, The University of Tokyo（东京大学前沿科学研究生院）；Center for Advanced Intelligence Project, RIKEN（理化学研究所高级智能项目中心）
最大化受试者工作特征曲线下面积（AUC）是不平衡分类的标准方法。到目前为止，已经开发了各种监督AUC优化方法，并且它们也被扩展到半监督场景以应对小样本问题。然而，现有的半监督AUC优化方法依赖于强分布假设，而这些假设在现实世界的问题中很少得到满足。在本文中，我们提出了一种新的半监督AUC优化方法，不需要这样的限制性假设。我们首先开发了一种仅基于阳性和未标记数据的AUC优化方法（PU-AUC），然后将其与监督AUC优化方法相结合，将其扩展到半监督学习。我们从理论上证明，在没有限制性分布假设的情况下，未标记数据有助于提高PU和半监督AUC优化方法的泛化性能。最后，我们通过实验证明了所提出的方法的实用性。
2022-04-11 cs.LG stat.ML
A Semi-Supervised Self-Organizing Map for Clustering and Classification
Center of Informatics - CIn, Universidade Federal de Pernambuco（信息中心 - 伯南布哥联邦大学）
近年来，由于大量的数据集含有大量未标记数据，而只有少量标记样本，因此半监督学习受到了越来越多的关注。半监督学习算法可以处理这两种类型的数据，将它们结合起来，以获得更好的聚类和分类性能。此外，这些数据集通常具有大量的维度。本文提出了一种新的基于自组织映射（SOM）的半监督聚类和分类方法，称为半监督自组织映射（SS-SOM）。该方法可以在训练过程中根据每个模式的类标签的可用性在监督学习和无监督学习之间动态切换。我们的研究结果表明，SS-SOM优于其他半监督方法的条件下，有少量的标记样本，也取得了良好的效果时，所有的样本标记。
2019-07-01 cs.LG stat.ML
Semi-supervised Learning on Large Graphs: is Poisson Learning a Game-Changer?
Kyoto University（京都大学）
我们解释了基于图的半监督学习的泊松学习，看看它是否可以避免全局信息丢失的问题，因为基于拉普拉斯的学习方法在大型图。从我们的分析来看，泊松学习仅仅是带有阈值的拉普拉斯正则化，不能克服这个问题。
2022-03-11 cs.LG stat.ML
RSSL: Semi-supervised Learning in R
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；Leiden University Medical Center（莱顿大学医学中心）
在本文中，我们介绍了R编程语言中的半监督学习研究包RSSL。我们涵盖了包的目的，它包括的方法，并评论它们的使用和实现。然后，我们使用几个代码示例展示了该软件包如何用于复制半监督学习文献中的知名结果。
2016-12-23 cs.LG stat.ML
Negative sampling in semi-supervised learning
Rice University（莱斯大学）；University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
介绍了一种简单、快速、易于调整的半监督学习（SSL）算法--半监督学习中的负采样（NS 3L）。NS 3L的动机是负抽样/对比估计的成功。我们证明，将NS 3L损失添加到最先进的SSL算法中，例如虚拟对抗训练（VAT），显着改善了vanilla VAT及其变体，具有熵最小化的VAT。通过将NS 3L损失添加到MixMatch中，MixMatch是当前最先进的半监督任务方法，我们观察到比vanilla MixMatch有显着改进。我们在CIFAR 10，CIFAR 100，SVHN和STL 10基准数据集上进行了广泛的实验。
2020-06-28 cs.LG stat.ML
A Unified Semi-Supervised Dimensionality Reduction Framework for Manifold Learning
Chulalongkorn University（朱拉隆功大学）
我们提出了一个半监督降维流形学习的一般框架，自然地概括了现有的监督和无监督学习框架，适用于谱分解。在我们的框架下推导出的算法能够采用标记和未标记的例子，并能够处理复杂的问题，数据形成单独的簇的流形。我们的框架提供了简单的视图，解释了现有框架之间的关系，并提供了进一步的扩展，可以改善现有的算法。此外，提出了一种新的半监督核化框架，称为“KPCA技巧”，以处理非线性问题。
2009-07-29 cs.AI cs.LG
SelfMatch: Combining Contrastive Self-Supervision and Consistency for Semi-Supervised Learning
Samsung SDS（三星数据系统）
本文介绍了SelfMatch，一种结合对比自监督学习和一致性正则化的半监督学习方法。SelfMatch包括两个阶段：（1）基于对比学习的自监督预训练和（2）基于增强一致性正则化的半监督微调。我们通过经验证明，SelfMatch在标准基准数据集（如CIFAR-10和SVHN）上实现了最先进的结果。例如，对于包含40个标记示例的CIFAR-10，SelfMatch实现了93.19%的准确率，优于MixMatch（52.46%），UDA（70.95%），ReMixMatch（80.9%）和FixMatch（86.19%）等强大的先前方法。我们注意到，SelfMatch可以缩小监督学习（95.87%）和半监督学习（93.19%）之间的差距，因为每个类只使用几个标签。
2021-01-16 cs.CV cs.LG
Rethinking Backdoor Data Poisoning Attacks in the Context of Semi-Supervised Learning
Embedded Intelligence（嵌入式智能公司）
半监督学习方法可以用传统监督学习所需的标记训练样本的一小部分来训练高精度的机器学习模型。此类方法通常不涉及对未标记的训练样本的仔细审查，这使它们成为数据投毒攻击的诱人目标。本文研究了半监督学习方法对未标记样本的后门数据投毒攻击的脆弱性。我们表明，影响中毒样本预测标签分布的简单中毒攻击非常有效-平均攻击成功率高达96.9%。我们引入了一个广义的攻击框架，针对半监督学习方法，以更好地理解和利用其局限性，并激励未来的防御策略。
2022-12-05 cs.CR cs.LG
Semi-supervised Tuning from Temporal Coherence
Alma Mater Studiorun - University of Bologna（博洛尼亚大学）
最近的工作证明了时间相干性在正则化监督训练或学习具有深度架构的不变特征方面的有用性。特别是，强制平滑的输出变化，同时呈现视频序列中的时间闭合帧，被证明是一种有效的策略。在本文中，我们证明了半监督增量调谐的时间相干性的功效。我们表明，如果暴露于未标记数据的视频序列，一个深度架构，只要以监督的方式进行温和的训练，就可以逐步提高其分类准确性。在某些情况下，半监督调优允许提高分类准确性（接近监督的）的程度有些令人惊讶。一些控制实验指出了时间相干性的基本作用。
2016-01-04 cs.LG stat.ML
Deep Recurrent Semi-Supervised EEG Representation Learning for Emotion Recognition
Queen’s University（女王大学）
基于EEG的情感识别通常需要足够的标记训练样本来构建有效的计算模型。另一方面，标记EEG数据通常昂贵且耗时。为了解决这个问题，并减少在基于EEG的情感识别的背景下对输出标签的需求，我们提出了一个半监督管道，以联合利用未标记和标记的数据来学习EEG表示。我们的半监督框架由无监督和监督组件组成。无监督部分使用自动编码器最大化原始和重构输入数据之间的一致性，而同时监督部分最小化输入和输出标签之间的交叉熵。我们评估我们的框架使用堆叠的自动编码器和基于注意力的经常性自动编码器。我们在大规模SEED EEG数据集上测试了我们的框架，并将我们的结果与其他几种流行的半监督方法进行了比较。我们的半监督框架具有基于深度注意力的递归自动编码器，即使在训练期间输出标签的小子集（3%，5%和10%）可用时，也始终优于基准方法，从而实现了新的最先进的半监督性能。
2021-07-28 cs.LG eess.SP
Semi-Conditional Normalizing Flows for Semi-Supervised Learning
National Research University Higher School of Economics（国家研究型高等经济大学）；Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学技术研究院）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；Yandex School of Data Analysis（Yandex数据分析学院）；Samsung AI Center Moscow（三星莫斯科人工智能中心）；University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）
提出了一种半监督学习的半条件规范化流模型。该模型使用标记和未标记的数据来学习对象和标签上的联合分布的显式模型。该模型的半条件架构允许我们有效地计算未标记对象的边缘似然的值和梯度。该模型的条件部分是基于一个建议的条件耦合层。我们证明了该模型在不同数据集上的半监督分类问题的性能。在MNIST数据集上，该模型优于基于变分自编码器的基线方法。
2020-06-22 cs.LG stat.ML
Implicitly Constrained Semi-Supervised Linear Discriminant Analysis
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）；Leiden University Medical Center（莱顿大学医学中心）
半监督学习是模式识别领域一个重要而活跃的研究课题。对于具体使用线性判别分析的分类，已经提出了几种半监督变体。使用这些方法中的任何一种都不能保证优于不考虑额外未标记数据的监督分类器。在这项工作中，我们比较了传统的期望最大化类型的半监督线性判别分析方法与基于内在约束的方法，并提出了一种新的原则性方法，半监督线性判别分析，使用所谓的隐式约束。我们探讨这些方法之间的关系，并考虑的问题，如果在什么意义上，我们可以预期的监督程序的性能改善。基于约束的方法对模型的错误指定更鲁棒，并且在未见过对象的对数似然性方面，可能优于对数据做出更多假设的替代方案。
2014-11-17 cs.LG stat.ML
Dense FixMatch: a simple semi-supervised learning method for pixel-wise prediction tasks
KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）；Univrses AB（Univrses公司）
我们提出了Dense FixMatch，这是一种简单的方法，用于密集和结构化预测任务的在线半监督学习，通过强数据增强结合伪标记和一致性正则化。通过在伪标签上添加匹配操作，我们使FixMatch在图像分类之外的半监督学习问题中的应用成为可能。这使得我们仍然可以使用数据增强管道的全部功能，包括几何变换。我们评估它的半监督语义分割城市景观和Pascal VOC与不同百分比的标记数据和消融设计选择和超参数。与仅使用标记数据的监督学习相比，Dense FixMatch显著改善了结果，接近其使用1/4标记样本的性能。
2022-10-18 cs.CV cs.LG
Safe Semi-Supervised Learning of Sum-Product Networks
Graz University of Technology（格拉茨技术大学）；Austrian Research Institute for Artificial Intelligence（奥地利人工智能研究所）；University of Cambridge（剑桥大学）
在一些领域中，获取类注释是昂贵的，而同时未标记的数据是丰富的。虽然大多数半监督方法都对数据分布进行了限制性假设，但最近的工作已经成功地在非限制性机制中学习半监督模型。然而，到目前为止，这样的方法只提出了线性模型。在这项工作中，我们介绍了和积网络（SPN）的半监督参数学习。SPN是深度概率模型，允许在线性时间内推理网络边缘的数量。我们的方法有几个优点，因为它（1）允许生成和判别式半监督学习，（2）保证添加未标记数据可以增加，但不会降低性能（安全），（3）计算效率高，不会对数据分布进行限制性假设。我们在各种数据集上表明，与最先进的方法相比，使用SPN的安全半监督学习具有竞争力，并且可以比纯监督方法产生更好的生成性和区分性客观值。
2017-10-10 cs.LG stat.ML
A Deep Generative Model for Semi-Supervised Classification with Noisy Labels
École Polytechnique（巴黎综合理工学院）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
由于错误和类之间真正的歧义，类标签经常不能被完美地观察到。我们提出了一种新的半监督深度生成模型，该模型显式地对噪声标签进行建模，称为Mislabeled VAE（M-VAE）。M-VAE可以比现有的不考虑标签噪声的深度生成模型表现得更好。此外，M-VAE的推导为流行的M1+M2半监督模型提供了新的理论见解。
2018-09-16 cs.LG stat.ML
An Overview of Deep Semi-Supervised Learning
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CentraleSupélec（中央理工-高等电力学院）
深度神经网络证明了它们在广泛的监督学习任务（例如，图像分类）在大量的标记数据集合上训练时（例如，ImageNet）。然而，创建如此大的数据集需要大量的资源、时间和精力。在许多实际情况下，这些资源可能不可用，从而限制了许多深度学习方法的采用和应用。在寻找更数据有效的深度学习方法以克服对大型注释数据集的需求时，对半监督学习及其在深度神经网络中的应用的研究兴趣日益增加，以通过开发新方法或采用现有的半监督学习框架用于深度学习设置来减少所需的标记数据量。在本文中，我们对深度半监督学习进行了全面的概述，首先介绍了该领域，然后总结了深度学习中占主导地位的半监督方法。
2020-07-06 cs.LG stat.ML
Hypernetworks for Continual Semi-Supervised Learning
IIT Kanpur（印度理工学院坎普尔分校）；Duke University（杜克大学）
从顺序到达的数据中学习，可能在非独立同分布中。随着时间的推移不断变化的任务分配称为持续学习。到目前为止，持续学习的大部分工作都集中在监督学习和无监督学习上。在许多领域中，每个任务都包含标记（通常很少）和未标记（通常很多）的训练样本，这需要半监督学习方法。为了在持续学习环境中解决这个问题，我们提出了一个半监督持续学习的框架，称为连续半监督学习的元巩固（MCSSL）。我们的框架有一个超网络，它学习元分布，生成半监督辅助分类器生成对抗网络$(\textit{Semi-ACGAN})$的权重作为基础网络。我们在超网络中巩固顺序任务的知识，基础网络学习半监督学习任务。此外，我们提出了$\textit{Semi-Split CIFAR-10}$，一个新的基准连续半监督学习，通过修改$\textit{Split CIFAR-10}$数据集，其中的任务与标记和未标记的数据顺序到达。我们提出的模型在连续半监督学习设置中产生了显着的改进。我们比较了几种现有的持续学习方法的性能，提出了持续半监督学习基准的半分裂CIFAR-10数据集。
2021-10-05 cs.CV cs.LG stat.ML
Self-semi-supervised Learning to Learn from NoisyLabeled Data
New York University（纽约大学）
当今深度神经网络的巨大成功高度依赖于大量正确标记的数据。然而，获得高质量的人类标记数据的成本相当高，导致对噪声标签鲁棒的训练模型的研究领域非常活跃。为了实现这一目标，一方面，许多论文致力于区分噪声标签和干净标签，以提高DNN的泛化能力。另一方面，越来越流行的自半监督学习方法已被证明有利于标签不完整时的任务。通过“semi”，我们将检测到的错误标记数据视为未标记数据;通过“self”，我们选择一种自监督技术进行半监督学习。在这个项目中，我们设计了一些方法来更准确地区分干净和有噪声的标签，并借用自半监督学习的智慧来训练有噪声的标签数据。
2020-11-03 cs.CV cs.LG
Projected Estimators for Robust Semi-supervised Classification
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；Leiden University Medical Center（莱顿大学医学中心）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）
为了使半监督技术在实践中安全地应用，我们至少希望方法的性能优于监督方法。我们研究这个问题的分类使用著名的二次代理损失函数。通过将监督估计投影到由未标记数据施加的一组约束上，我们发现我们可以安全地改进监督解决方案的二次损失。与半监督学习的其他方法不同，该过程不依赖于不是手头分类器固有的假设。理论上证明，在标记和未标记的训练数据上测量，这种半监督过程永远不会给出比监督替代方案更低的二次损失。据我们所知，这是第一种方法，提供了这样强大的，虽然保守，保证监督解决方案的改进。我们的方法的特点是明确使用基准数据集，以进一步了解的相似性和差异的二次损失标准中使用的理论结果和分类精度往往在实践中考虑。
2016-02-25 cs.LG stat.ML
Semi-Supervised Learning with Deep Generative Models
Google DeepMind（谷歌DeepMind）
现代数据集规模的不断增加以及获取标签信息的困难使得半监督学习成为现代数据分析中具有重要实际意义的问题之一。我们重新审视了生成模型的半监督学习方法，并开发了新的模型，允许从小的标记数据集到大的未标记数据集的有效推广。迄今为止，生成式方法要么不灵活，效率低下，要么不可扩展。我们表明，利用变分方法的最新进展的深度生成模型和近似贝叶斯推理可以用于提供显着的改进，使生成方法在半监督学习中具有很强的竞争力。
2014-10-31 cs.LG stat.ML
EC-GAN: Low-Sample Classification using Semi-Supervised Algorithms and GANs
Saratoga High School（萨拉托加高中）
半监督学习已经获得关注，因为它允许执行图像分析任务，例如使用有限的标记数据进行分类。使用生成对抗网络（GANs）进行半监督分类的一些流行算法共享用于分类和区分的单个架构。然而，这可能需要模型为每个任务收敛到单独的数据分布，这可能会降低整体性能。虽然半监督学习已经取得了进展，但小规模的全监督任务却很少得到解决，即使是未标记的数据也无法获得。因此，我们提出了一种新的GAN模型，即外部分类器GAN（EC-GAN），它利用GANs和半监督算法来改善全监督机制中的分类。我们的方法利用GAN来生成用于补充监督分类的人工数据。更具体地说，我们将外部分类器（因此命名为EC-GAN）附加到GAN的生成器，而不是与GAN共享架构。我们的实验表明，EC-GAN的性能与共享架构方法相当，远优于标准的数据增强和基于正则化的方法，并且在小的真实数据集上有效。
2021-06-21 cs.CV cs.LG
Muffled Semi-Supervised Learning
University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
我们探索了一种新的半监督学习方法。这种方法与常见的方法相反，因为未标记的示例用于“隐藏”而不是增强由标记的示例提供的指导。我们提供了几个变种的基本算法和实验表明，它们可以实现显着更高的AUC比提升树，随机森林和逻辑回归时，未标记的例子。
2016-05-28 cs.LG stat.ML
E-commerce Anomaly Detection: A Bayesian Semi-Supervised Tensor Decomposition Approach using Natural Gradients
India ML - Amazon.com（亚马逊印度机器学习部门）；Microsoft（微软）
异常检测有几个重要的应用。在本文中，我们的重点是使用张量分解检测异常的卖方审查数据。虽然张量分解大多是无监督的，但我们制定了贝叶斯半监督张量分解，以利用稀疏标记数据。此外，我们使用Polya-Gamma数据增强的半监督贝叶斯张量分解。最后，我们证明了Pólya-Gamma公式简化了部分自然梯度学习的Fisher信息矩阵的计算。我们的实验结果表明，我们的半监督方法优于最先进的无监督基线。部分自然梯度学习优于随机梯度学习和Online-EM，具有充分的统计量。
2018-05-29 cs.LG stat.ML
Scaling Up Semi-supervised Learning with Unconstrained Unlabelled Data
Queen’s University（女王大学）
本文提出UnMixMatch半监督学习框架，通过强增强有监督学习、对比一致性正则化和自监督损失三个组件，有效利用无约束无标签数据，在4个数据集上实现4.79%的性能提升。
2024-01-13 cs.CV cs.LG
Improvability Through Semi-Supervised Learning: A Survey of Theoretical Results
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）
半监督学习是一种具有标记和未标记数据的设置。在本调查中，我们探讨了在分类和回归任务中使用未标记数据时的不同类型的理论结果。大多数使用未标记数据的方法都依赖于对数据分布的某些假设。当这些假设在现实中不满足时，包括未标记的数据实际上可能会降低性能。因此，研究这些方法，了解其背后的理论就显得尤为重要。在这篇综述中，我们收集了有关使用半监督学习时可能获得的收益的结果，以及有关此类方法的限制的结果。更确切地说，这篇综述收集了以下问题的答案：就改进监督方法而言，半监督学习的局限性是什么？不同方法的假设是什么？如果这些假设是真的，我们能得到什么？最后，我们还讨论了半监督学习的最大瓶颈，即它们所做的假设。
2020-07-30 cs.LG stat.ML
An Improved Semi-Supervised VAE for Learning Disentangled Representations
Rice University（莱斯大学）；Baylor College of Medicine（贝勒医学院）
在表示学习中，学习可解释的、可分解的表征是一项重要而又具有挑战性的任务。在这项工作中，我们专注于半监督解纠缠学习，并通过引入另一种我们称为标签替换的监督源来扩展Locatello et al.（2019）的工作。具体来说，在训练过程中，只要可用，我们就用其地面真实表示替换与数据点相关的推断表示。我们的扩展在理论上受到我们提出的VAE背景下的半监督解纠缠学习的一般框架的启发，该框架自然地激励了现有半监督VAE中常用的监督术语（但不用于解纠缠学习）。在合成和真实数据集上进行的广泛实验从数量和质量上证明了我们的扩展能够在非常有限的监督下显着且一致地改善解纠缠。
2020-06-22 cs.LG stat.ML
Improved Graph-based semi-supervised learning Schemes
Instituto Superior Técnico（高等技术学院）；CAMGSD；Department of Mathematics（数学系）
本文通过改进高斯随机场学习和泊松学习算法，提出更稳健的基于图的半监督学习方法，在标签稀缺和不平衡数据集场景下显著提升分类准确性。
2024-06-30 cs.LG math.AP
Good Semi-supervised Learning that Requires a Bad GAN
基于生成对抗网络（GANs）的半监督学习方法获得了强有力的经验结果，但尚不清楚1）如何从与生成器的联合训练中受益，以及2）为什么不能同时获得良好的半监督分类性能和良好的生成器。从理论上讲，我们表明，给定的目标，良好的半监督学习确实需要一个坏的发电机，并提出了一个首选发电机的定义。从经验上讲，我们根据我们的分析推导出一种新的公式，该公式大大改善了特征匹配GANs，在多个基准数据集上获得了最先进的结果。
2017-11-03 cs.AI cs.LG
Generalization Bounds For Unsupervised and Semi-Supervised Learning With Autoencoders
Viterbi Faculty of Electrical Engineering, Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院维特比电气与电子工程学院）
自编码器广泛用于无监督学习和半监督学习中的正则化方案。然而，他们的泛化性能和他们可以帮助监督学习的方式的理论理解一直缺乏。我们利用深度学习泛化理论的最新进展，以及新的重建损失，为自动编码器提供泛化界。据我们所知，这是第一次这样的约束。我们进一步表明，在适当的假设下，具有良好泛化性能的自编码器可以改善任何半监督学习方案。我们支持我们的理论结果与实证证明。
2019-02-04 cs.LG stat.ML
Supervised and Semi-supervised Deep Probabilistic Models for Indoor Positioning Problems
Université Bourgogne Franche-Comté（弗朗什-孔泰大学）；UTBM（贝尔福-蒙贝利亚技术大学）；Université de Lorraine（洛林大学）；LORIA（洛林计算机科学与应用实验室）；CNRS（法国国家科学研究中心）
利用WiFi指纹预测智能手机用户的位置是近年来的一个热门研究课题。在这项工作中，我们提出了两个新的基于深度学习的模型，卷积混合密度递归神经网络和基于VAE的半监督学习模型。结合卷积神经网络、递归神经网络和混合密度网络的优点，设计了一种用于路径预测的卷积混合密度递归神经网络。此外，由于大多数真实世界的数据集没有标记，我们设计了基于VAE的半监督学习任务的模型。为了验证所提出的模型，我们在真实世界的数据集上进行了验证实验。最后的结果验证了我们的方法的有效性，并显示出优于其他现有的方法。
2021-03-16 cs.LG stat.ML
Virtual Adversarial Training: A Regularization Method for Supervised and Semi-Supervised Learning
Preferred Networks, Inc.（首选网络公司）；Kyoto University（京都大学）；ATR Cognitive Mechanisms Laboratories（ATR认知机制实验室）；Ritsumeikan University（立命馆大学）
我们提出了一种新的正则化方法的基础上虚拟对抗损失：一个新的措施，局部光滑的条件标签分布给定的输入。虚拟对抗损失被定义为每个输入数据点周围的条件标签分布对局部扰动的鲁棒性。与对抗训练不同，我们的方法定义了没有标签信息的对抗方向，因此适用于半监督学习。因为我们平滑模型的方向只是“虚拟”对抗，我们称我们的方法为虚拟对抗训练（VAT）。增值税的计算成本相对较低。对于神经网络，虚拟对抗损失的近似梯度可以用不超过两对的前向和反向传播来计算。在我们的实验中，我们将VAT应用于多个基准数据集上的监督和半监督学习任务。通过对基于熵最小化原理的算法进行简单的增强，我们的VAT在SVHN和CIFAR-10上的半监督学习任务中实现了最先进的性能。
2018-06-27 cs.LG stat.ML
Learning to Impute: A General Framework for Semi-supervised Learning
University of Edinburgh（爱丁堡大学）；Institute for Infocomm Research, A* STAR（新加坡科技研究局资讯通信研究院）
最近的半监督学习方法已经证明，由于其正则化策略，在图像分类任务中仅使用一小部分标签的情况下，可以实现与监督学习方法相当的结果。在本文中，我们采取了一种更直接的方法进行半监督学习，并提出了学习来估算未标记样本的标签，以便网络在这些标签上训练时实现更好的泛化。我们提出了一个学习到学习的公式，可以很容易地结合到最先进的半监督技术，并提高其性能，特别是当标签是有限的问题。我们证明了我们的方法适用于分类和回归问题，包括图像分类和面部标志检测任务。
2020-09-24 cs.CV cs.LG
Semi-Supervised Learning with GANs for Device-Free Fingerprinting Indoor Localization
Research Center for Information Technology Innovation, Academia Sinica（中央研究院资讯科技创新研究中心）
无设备无线室内定位是物联网（IoT）的关键使能技术。基于指纹的室内定位技术是一种常用的解决方案。提出了一种基于半监督生成对抗网络（GAN）的无设备指纹室内定位系统。所提出的系统使用少量的标记数据和大量的未标记数据（即，半监督），从而大大减少了昂贵的数据标记工作。实验结果表明，与最先进的监督计划相比，所提出的半监督系统实现了相当的性能与相等，足够量的标记数据，并显着优越的性能与相等，高度有限的标记数据量。此外，所提出的半监督系统在广泛的标记数据量范围内保持其性能。所提出的基于GAN的系统的生成器，神经网络和分类器模型之间的相互作用进行了可视化检查和讨论。所提出的系统的数学描述。
2020-08-17 cs.LG eess.SP
Counterfactual Propagation for Semi-Supervised Individual Treatment Effect Estimation
Kyoto University（京都大学）
个体治疗效果（ITE）是指对特定目标采取特定措施后预期的治疗效果改善，在各个领域的决策中起着重要作用。然而，其估计问题是困难的，因为干预研究收集关于所应用的治疗的信息（即，行动），其结果往往是相当昂贵的时间和金钱成本。在这项研究中，我们考虑了一个半监督ITE估计问题，利用更容易获得的未标记的实例，以提高ITE估计的性能，使用小的标记数据。我们结合因果推理和半监督学习的两个想法，即匹配和标签传播，分别提出反事实传播，这是第一个半监督ITE估计方法。半真实数据集的实验表明，该方法可以成功地缓解ITE估计中的数据稀缺问题。
2020-05-11 cs.LG stat.ML
Asymptotic Bayes risk of semi-supervised multitask learning on Gaussian mixture
GIPSA-lab（GIPSA实验室）；Université Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；LIG-lab（LIG实验室）
本文考虑高斯混合模型（GMM）上的半监督多任务学习。使用统计物理学的方法，我们计算的渐近贝叶斯风险的每个任务在大数据集的制度在高维，从中我们分析的任务相似性在学习中的作用和评估的性能增益时，任务一起学习，而不是分开。在监督的情况下，我们得到一个简单的算法，达到贝叶斯最优性能。
2023-03-03 cs.LG stat.ML
Semi-Supervised Fine-Tuning for Deep Learning Models in Remote Sensing Applications
提出了一种结合深度学习和半监督学习的方法来解决土地覆盖识别问题。所提出的方法展示了在训练期间使用SSL方法作为性能函数时对深度学习模型性能的影响。在正射图像的像素级分割任务中，所获得的结果表明SSL增强的损失函数可以有益于模型的性能。
2020-05-30 cs.CV cs.LG
