半监督学习（SSL）从根本上是一个缺失的标签问题，与广泛的随机假设完全既贴心又无标记的标签完全失踪，而不是随机（mnar）问题（mnar）问题更现实和挑战数据共享相同的类分布。与现有的SSL解决方案不同，这些解决方案忽略了“类”在引起非随机性中的作用，例如，用户更有可能将流行类标记为“类别”，我们将“类”明确地纳入SSL。我们的方法是三倍：1）我们建议使用偏置标记的数据来利用未标记的数据来利用未标记的数据来训练改进的分类器。 2）鼓励罕见的课堂培训，其模型是低回调但高精度，丢弃了太多的伪标记的数据，我们提出了类动态降低（或增加）伪标签分配阈值的class感知插补（CAI）稀有（或频繁）的课程。 3）总体而言，我们将CAP和CAI集成到训练无偏的SSL模型的双重稳健估计器中。在各种MNAR设置和消融中，我们的方法不仅显着优于现有基线，而且超过了其他标签偏置删除SSL方法。请通过以下方式查看我们的代码：https：//github.com/joyhuyy1412/cadr-fixmatch。

伪标记已被证明是一种有希望的半监督学习（SSL）范式。现有的伪标记方法通常假定培训数据的类别分布是平衡的。但是，这种假设远非现实的场景，现有的伪标记方法在班级不平衡的背景下遭受了严重的性能变性。在这项工作中，我们在半监督设置下研究伪标记。核心思想是使用偏置自适应分类器自动吸收由班级失衡引起的训练偏差，该分类器将原始线性分类器与偏置吸引子配合使用。偏置吸引子设计为适应训练偏见的轻巧残留网络。具体而言，通过双级学习框架来学习偏见吸引子，以便偏见自适应分类器能够符合不平衡的训练数据，而线性分类器可以为每个类提供无偏的标签预测。我们在各种不平衡的半监督设置下进行了广泛的实验，结果表明我们的方法可以适用于不同的伪标记模型，并且优于先前的艺术。

在这项工作中，我们建议相互分布对准（RDA）解决半监督学习（SSL），该学习是一个无主参数框架，与置信阈值无关，并与匹配的（常规）和不匹配的类别分布一起工作。分布不匹配是一个经常被忽略但更通用的SSL场景，在该场景中，标记和未标记的数据不属于相同的类别分布。这可能导致该模型不利用标记的数据可靠，并大大降低SSL方法的性能，而传统的分布对齐无法挽救。在RDA中，我们对来自两个分类器的预测分布进行了相互对准，这些分类器预测了未标记的数据上的伪标签和互补标签。携带补充信息的这两个分布可用于相互正规化，而无需任何课堂分布。此外，我们从理论上显示RDA最大化输入输出互信息。我们的方法在各种不匹配的分布以及常规匹配的SSL设置的情况下，在SSL中实现了有希望的性能。我们的代码可在以下网址提供：https：//github.com/njuyued/rda4robustssl。

半监督学习（SSL）在标记数据稀缺时，在利用未标记数据的情况下表现出强大的能力。但是，大多数SSL算法在假设中，在培训和测试集中平衡类分布。在这项工作中，我们考虑到SSL对类别不平衡数据的问题，这更好地反映了现实世界的情况。特别是，我们将表示和分类器的训练分离，并系统地在培训包括分类器的整个网络以及仅微调特征提取器的整个网络时进行不同数据重新采样技术的影响。我们发现数据重新采样是重要的，以了解一个良好的分类器，因为它增加了伪标签的准确性，特别是对于未标记数据中的少数群体类别。有趣的是，我们发现准确的伪标签在训练特征提取器时无助于，相反，数据重新采样损害了特征提取器的训练。这一发现是针对错误的伪标签始终损害SSL中的模型性能的通用直觉。基于这些发现，我们建议重新思考具有单个数据重新采样策略的当前范式，并在类上不平衡数据上开发SSL的简单但高效的双采样（BIS）策略。 BIS实现了两种不同的重新采样策略，用于训练特征提取器和分类器，并将这种解耦培训集成到端到端框架中。具体地，BIS逐渐改变训练期间的数据分布，使得在开始时，特征提取器有效地训练，而朝向训练的结束时，数据被重新平衡，使得分类器可靠地训练。我们在广泛的数据集中广泛地基准了我们提出的双采样策略，实现了最先进的表演。

半监督学习（SSL）的最新最新方法将一致性正则化与基于置信的伪标记结合在一起。为了获得高质量的伪标签，通常采用高置信度阈值。但是，已经表明，对于远离训练数据的样本，深网的基于软磁性的置信度得分可能很高，因此，即使是高信心不明的样品，伪标签也可能仍然不可靠。在这项工作中，我们提出了伪标记的新观点：而不是依靠模型信心，而是衡量未标记的样本是否可能是“分布”；即，接近当前的培训数据。为了对未标记的样本进行分类是“分布”还是“分发”，我们采用了分布外检测文献中的能量评分。随着培训的进行进展，更不标记的样品成为分配并有助于培训，标记和伪标记的数据可以更好地近似于真正的分布以改善模型。实验表明，我们的基于能量的伪标记方法，尽管从概念上讲简单，但在不平衡的SSL基准测试方面显着优于基于置信的方法，并在类平衡的数据上实现了竞争性能。例如，当不平衡比率高于50时，它会在CIFAR10-LT上产生4-6％的绝对准确性提高。当与最新的长尾SSL方法结合使用时，可以实现进一步的改进。

在本文中，我们提出了一种新的共同学习框架（COSSL），具有解耦的表示学习和分类器学习，用于实施SSL。为了处理数据不平衡，我们为分类器学习设计了尾级功能增强（TFE）。此外，Imbalanced SSL的当前评估协议仅针对均衡测试集，在现实世界方案中具有有限的实用性。因此，我们进一步在各种转移试验分布下进行了综合评价。在实验中，我们表明我们的方法优于大量移位的分布，在基准数据集中实现最先进的性能，从CiFar-10，CiFar-100，Imagenet到食品-101。我们的代码将公开可用。

这项工作研究了伪标签的偏见问题，一种广泛发生的自然现象，但经常通过先前的研究忽视。当在源数据上培训的分类器被传送到未标记的目标数据时，会生成伪标签。当半监督的学习模型Fixmatch预测未标记的数据时，我们观察到沉重的长尾伪标签即使未标记的数据被策划到平衡。没有干预，培训模型继承了伪标签的偏置，最终是次优。为了消除模型偏置，我们提出了一种简单而有效的方法DebiSmatch，包括自适应脱叠模块和自适应边际损失。通过使用在线更新的队列，可以自动调整脱叠的强度和边距的大小。在ImageNet-1K上基准测试，DebiasMatch分别在半监督学习（0.2％注释数据）和零拍摄学习任务中显着超过26％和8.7％的最先进。

The core issue in semi-supervised learning (SSL) lies in how to effectively leverage unlabeled data, whereas most existing methods tend to put a great emphasis on the utilization of high-confidence samples yet seldom fully explore the usage of low-confidence samples. In this paper, we aim to utilize low-confidence samples in a novel way with our proposed mutex-based consistency regularization, namely MutexMatch. Specifically, the high-confidence samples are required to exactly predict "what it is" by conventional True-Positive Classifier, while the low-confidence samples are employed to achieve a simpler goal -- to predict with ease "what it is not" by True-Negative Classifier. In this sense, we not only mitigate the pseudo-labeling errors but also make full use of the low-confidence unlabeled data by consistency of dissimilarity degree. MutexMatch achieves superior performance on multiple benchmark datasets, i.e., CIFAR-10, CIFAR-100, SVHN, STL-10, mini-ImageNet and Tiny-ImageNet. More importantly, our method further shows superiority when the amount of labeled data is scarce, e.g., 92.23% accuracy with only 20 labeled data on CIFAR-10. Our code and model weights have been released at https://github.com/NJUyued/MutexMatch4SSL.

完全监督分类的问题是，它需要大量的注释数据，但是，在许多数据集中，很大一部分数据是未标记的。为了缓解此问题，半监督学习（SSL）利用了标记域上的分类器知识，并将其推送到无标记的域，该域具有与注释数据相似的分布。 SSL方法的最新成功至关重要地取决于阈值伪标记，从而对未标记的域的一致性正则化。但是，现有方法并未在训练过程中纳入伪标签或未标记样品的不确定性，这是由于嘈杂的标签或由于强大的增强而导致的分布样品。受SSL最近发展的启发，我们本文的目标是提出一个新颖的无监督不确定性意识的目标，依赖于核心和认识论不确定性量化。通过提出的不确定性感知损失功能，我们的方法优于标准SSL基准，在计算轻量级的同时，与最新的方法相匹配，或与最先进的方法相提并论。我们的结果优于复杂数据集（例如CIFAR-100和MINI-IMAGENET）的最新结果。

深度神经网络在大规模标记的数据集的帮助下，在各种任务上取得了出色的表现。然而，这些数据集既耗时又竭尽全力来获得现实的任务。为了减轻对标记数据的需求，通过迭代分配伪标签将伪标签分配给未标记的样本，自我训练被广泛用于半监督学习中。尽管它很受欢迎，但自我训练还是不可靠的，通常会导致训练不稳定。我们的实验研究进一步表明，半监督学习的偏见既来自问题本身，也来自不适当的训练，并具有可能不正确的伪标签，这会在迭代自我训练过程中累积错误。为了减少上述偏见，我们提出了自我训练（DST）。首先，伪标签的生成和利用是由两个独立于参数的分类器头解耦，以避免直接误差积累。其次，我们估计自我训练偏差的最坏情况，其中伪标记函数在标记的样品上是准确的，但在未标记的样本上却尽可能多地犯错。然后，我们通过避免最坏的情况来优化表示形式，以提高伪标签的质量。广泛的实验证明，DST在标准的半监督学习基准数据集上的最先进方法中，平均提高了6.3％，而在13个不同任务上，FIXMATCH的平均水平为18.9％。此外，DST可以无缝地适应其他自我训练方法，并有助于稳定他们在从头开始的培训和预先训练模型的训练的情况下，在培训的情况下进行培训和平衡表现。

Semi-supervised learning (SSL) has achieved great success in leveraging a large amount of unlabeled data to learn a promising classifier. A popular approach is pseudo-labeling that generates pseudo labels only for those unlabeled data with high-confidence predictions. As for the low-confidence ones, existing methods often simply discard them because these unreliable pseudo labels may mislead the model. Nevertheless, we highlight that these data with low-confidence pseudo labels can be still beneficial to the training process. Specifically, although the class with the highest probability in the prediction is unreliable, we can assume that this sample is very unlikely to belong to the classes with the lowest probabilities. In this way, these data can be also very informative if we can effectively exploit these complementary labels, i.e., the classes that a sample does not belong to. Inspired by this, we propose a novel Contrastive Complementary Labeling (CCL) method that constructs a large number of reliable negative pairs based on the complementary labels and adopts contrastive learning to make use of all the unlabeled data. Extensive experiments demonstrate that CCL significantly improves the performance on top of existing methods. More critically, our CCL is particularly effective under the label-scarce settings. For example, we yield an improvement of 2.43% over FixMatch on CIFAR-10 only with 40 labeled data.

尽管半监督学习（SSL）的最新研究已经在单标签分类问题上取得了强劲的表现，但同样重要但毫无疑问的问题是如何利用多标签分类任务中未标记数据的优势。为了将SSL的成功扩展到多标签分类，我们首先使用说明性示例进行分析，以获得有关多标签分类中存在的额外挑战的一些直觉。基于分析，我们提出了一个基于百分比的阈值调整方案的百分位摩擦，以动态地改变训练期间每个类别的正和负伪标签的得分阈值，以及动态的未标记失误权重，从而进一步降低了从早期未标记的预测。与最近的SSL方法相比，在不丧失简单性的情况下，我们在Pascal VOC2007和MS-Coco数据集上实现了强劲的性能。

深度学习正在推动许多计算机视觉应用中的最新技术。但是，它依赖于大量注释的数据存储库，并且捕获现实世界数据的不受约束性质尚未解决。半监督学习（SSL）用大量未标记的数据来补充带注释的培训数据，以降低注释成本。标准SSL方法假设未标记的数据来自与注释数据相同的分布。最近，Orca [9]引入了一个更现实的SSL问题，称为开放世界SSL，假设未注释的数据可能包含来自未知类别的样本。这项工作提出了一种在开放世界中解决SSL的新方法，我们同时学习对已知和未知类别进行分类。在我们方法的核心方面，我们利用样本不确定性，并将有关类分布的先验知识纳入，以生成可靠的伪标记，以适用于已知和未知类别的未标记数据。我们广泛的实验在几个基准数据集上展示了我们的方法的有效性，在该数据集上，它在其中的七个不同数据集（包括CIFAR-100（17.6％）（17.6％），Imagenet-100（5.7％）（5.7％）和微小成像网（9.9％）。

Semi-supervised learning (SSL) provides an effective means of leveraging unlabeled data to improve a model's performance. This domain has seen fast progress recently, at the cost of requiring more complex methods. In this paper we propose FixMatch, an algorithm that is a significant simplification of existing SSL methods. FixMatch first generates pseudo-labels using the model's predictions on weaklyaugmented unlabeled images. For a given image, the pseudo-label is only retained if the model produces a high-confidence prediction. The model is then trained to predict the pseudo-label when fed a strongly-augmented version of the same image. Despite its simplicity, we show that FixMatch achieves state-of-the-art performance across a variety of standard semi-supervised learning benchmarks, including 94.93% accuracy on CIFAR-10 with 250 labels and 88.61% accuracy with 40 -just 4 labels per class. We carry out an extensive ablation study to tease apart the experimental factors that are most important to FixMatch's success. The code is available at https://github.com/google-research/fixmatch.

近年来，半监督学习（SSL）已广泛探索，这是利用未标记数据来减少对标记数据的依赖的有效方法。在这项工作中，我们将神经过程（NP）调整为半监督图像分类任务，从而导致了一种名为NP匹配的新方法。 NP匹配适合此任务的原因有两个。首先，NP匹配在做出预测时隐含地比较数据点，结果，每个未标记的数据点的预测受到与之相似的标记数据点的影响，从而提高了伪标签的质量。其次，NP匹配能够估计不确定性，可以用作选择具有可靠伪标签的未标记样品的工具。与使用Monte Carlo（MC）辍学实现的基于不确定性的SSL方法相比，NP匹配估计不确定性的计算开销要少得多，这可以节省训练和测试阶段的时间。我们在四个公共数据集上进行了广泛的实验，NP匹配的表现优于最先进的结果（SOTA）或在它们上取得了竞争成果，这表明了NP匹配的有效性及其对SSL的潜力。

在标签噪声下训练深神网络的能力很有吸引力，因为不完美的注释数据相对便宜。最先进的方法基于半监督学习（SSL），该学习选择小损失示例为清洁，然后应用SSL技术来提高性能。但是，选择步骤主要提供一个中等大小的清洁子集，该子集可俯瞰丰富的干净样品。在这项工作中，我们提出了一个新颖的嘈杂标签学习框架Promix，试图最大程度地提高清洁样品的实用性以提高性能。我们方法的关键是，我们提出了一种匹配的高信心选择技术，该技术选择了那些具有很高置信的示例，并与给定标签进行了匹配的预测。结合小损失选择，我们的方法能够达到99.27的精度，并在检测CIFAR-10N数据集上的干净样品时召回98.22。基于如此大的清洁数据，Promix将最佳基线方法提高了CIFAR-10N的 +2.67％，而CIFAR-100N数据集则提高了 +1.61％。代码和数据可从https://github.com/justherozen/promix获得

在构建培训迷你批次时，最半监督的学习方法在样本标记的数据上。本文研究了这种常见做法是否改善了学习和方法。我们将其与替代设置进行比较，其中每个迷你批次从所有训练数据均匀地采样，标有或不统计，这大大减少了典型的低标签制度中真正标签的直接监督。然而，这种更简单的设置也可以看作更通用，甚至是必要的，在多任务问题中，标记数据的过采样将变得棘手。我们对半监控的CiFar-10图像分类的实验，使用FixMatch显示使用均匀采样方法时的性能下降，当标记数据的量或训练时间增加时，在均匀采样方法增加时。此外，我们分析培训动态，了解标记数据的过采样如何比较均匀采样。我们的主要发现是，在训练中特别有益，但在更多伪标签变得正确时，在后期的阶段中不太重要。尽管如此，我们还发现，保持一些真正的标签仍然很重要，以避免从错误的伪标签中积累确认错误。

半监督学习（SSL）证明了其在高质量监督数据受到严重限制时提高各种学习任务的模型准确性的潜力。尽管经常确定，整个数据群的平均准确性得到了改善，但尚不清楚SSL如何具有不同的子人群的票价。当我们旨在公平对待的人口群体定义不同的子人群时，了解上述问题具有很大的公平意义。在本文中，我们揭示了部署SSL的不同影响：在不使用SSL（“ Rich” One）的情况下具有较高基线准确性的子人群倾向于从SSL中受益更多；尽管添加SSL模块后，遭受低基线准确性（“穷”）的子人群甚至可能会观察到性能下降。我们从理论上和经验上为广泛的SSL算法建立上述观察结果，该算法是明确或隐式使用辅助“伪标签”。一组图像和文本分类任务的实验证实了我们的主张。我们介绍了一个新的度量，收益比，并促进对SSL公平性（均等福利比）的评估。我们进一步讨论如何减轻不同的影响。我们希望我们的论文能够震惊使用SSL的潜在陷阱，并鼓励对未来SSL算法进行多方面评估。

半监督学习（SSL）是解决监督学习的注释瓶颈的主要方法之一。最近的SSL方法可以有效利用大量未标记数据的存储库来提高性能，同时依靠一小部分标记数据。在大多数SSL方法中，一个常见的假设是，标记和未标记的数据来自同一基础数据分布。但是，在许多实际情况下，情况并非如此，这限制了其适用性。相反，在这项工作中，我们试图解决最近提出的挑战性的开放世界SSL问题，这些问题并非如此。在开放世界的SSL问题中，目的是识别已知类别的样本，并同时检测和群集样品属于未标记数据中的新型类别。这项工作引入了OpenLDN，该OpenLDN利用成对的相似性损失来发现新颖的类别。使用双层优化规则，此成对相似性损失利用了标记的设置中可用的信息，以隐式群集新颖的类样本，同时识别来自已知类别的样本。在发现新颖的类别后，OpenLDN将Open-World SSL问题转换为标准SSL问题，以使用现有的SSL方法实现额外的性能提高。我们的广泛实验表明，OpenLDN在多个流行的分类基准上胜过当前的最新方法，同时提供了更好的准确性/培训时间权衡。

一个常见的分类任务情况是，有大量数据可用于培训，但只有一小部分用类标签注释。在这种情况下，半监督培训的目的是通过利用标记数据，而且从大量未标记的数据中提高分类准确性。最近的作品通过探索不同标记和未标记数据的不同增强性数据之间的一致性约束，从而取得了重大改进。遵循这条路径，我们提出了一个新颖的无监督目标，该目标侧重于彼此相似的高置信度未标记的数据之间所研究的关系较少。新提出的对损失最大程度地减少了高置信度伪伪标签之间的统计距离，其相似性高于一定阈值。我们提出的简单算法将对损失与MixMatch家族开发的技术结合在一起，显示出比以前在CIFAR-100和MINI-IMAGENET上的算法的显着性能增长，并且与CIFAR-的最先进方法相当。 10和SVHN。此外，简单还优于传输学习设置中最新方法，其中模型是由在ImainEnet或域内实现的权重初始化的。该代码可在github.com/zijian-hu/simple上获得。