In recent years, great progress has been made to incorporate unlabeled data to overcome the inefficiently supervised problem via semi-supervised learning (SSL). Most state-of-the-art models are based on the idea of pursuing consistent model predictions over unlabeled data toward the input noise, which is called consistency regularization. Nonetheless, there is a lack of theoretical insights into the reason behind its success. To bridge the gap between theoretical and practical results, we propose a worst-case consistency regularization technique for SSL in this paper. Specifically, we first present a generalization bound for SSL consisting of the empirical loss terms observed on labeled and unlabeled training data separately. Motivated by this bound, we derive an SSL objective that minimizes the largest inconsistency between an original unlabeled sample and its multiple augmented variants. We then provide a simple but effective algorithm to solve the proposed minimax problem, and theoretically prove that it converges to a stationary point. Experiments on five popular benchmark datasets validate the effectiveness of our proposed method.


翻译:近年来,在通过半监督的学习(SSL)纳入无标签数据以克服低效率监督问题方面取得了很大进展。大多数最先进的模型都基于对输入噪音(即一致性规范化)进行一致的模型预测的设想,即对无标签数据进行一致的模型预测,但对于其成功背后的原因缺乏理论认识。为了缩小理论和实际结果之间的差距,我们在本文件中为SSL提出了一个最差情况一致性规范技术。具体地说,我们首先为SSL提出一个普遍化,其中包括在有标签和无标签的培训数据上分别观察到的经验性损失术语。我们受这一约束的驱动,我们提出了一个SSL目标,将原始无标签抽样与其多重增强变异之间最大的不一致性降到最低。我们随后提供了一种简单而有效的算法,以解决拟议的微轴问题,并从理论上证明它与一个固定点一致。关于五个流行基准数据集的实验证实了我们拟议方法的有效性。

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