Self-supervised learning (SSL) has achieved great success in a variety of computer vision tasks. However, the mechanism of how SSL works in these tasks remains a mystery. In this paper, we study how SSL can enhance the performance of the out-of-distribution (OOD) detection task. We first point out two general properties that a good OOD detector should have: 1) the overall feature space should be large and 2) the inlier feature space should be small. Then we demonstrate that SSL can indeed increase the intrinsic dimension of the overall feature space. In the meantime, SSL even has the potential to shrink the inlier feature space. As a result, there will be more space spared for the outliers, making OOD detection much easier. The conditions when SSL can shrink the inlier feature space is also discussed and validated. By understanding the role of SSL in the OOD detection task, our study can provide a guideline for designing better OOD detection algorithms. Moreover, this work can also shed light to other tasks where SSL can improve the performance.


翻译:自我监督的学习(SSL)在各种计算机视觉任务中取得了巨大成功。然而,SSL如何执行这些任务的机制仍是一个谜。在本文中,我们研究SSL如何提高分配外(OOD)探测任务的业绩。我们首先指出良好的OOOD探测器应该具有的两个一般属性:(1) 总体特征空间应当大,(2) 内在特征空间应当小。然后我们证明SSL确实能够增加整个特征空间的内在层面。与此同时,SSL甚至有可能缩小内特空间。因此,将有更多的空间留给外特人员,使OOOD探测更加容易。还讨论和验证了SSL能够缩小内特有空间的条件。通过理解SSL在OOD探测任务中的作用,我们的研究可以为设计更好的OOD探测算法提供指南。此外,这项工作还可以为SL能够改进性能的其他任务提供线索。

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