Standard training datasets for deep learning often contain objects in common settings (e.g., "a horse on grass" or "a ship in water") since they are usually collected by randomly scraping the web. Uncommon and rare settings (e.g., "a plane on water", "a car in snowy weather") are thus severely under-represented in the training data. This can lead to an undesirable bias in model predictions towards common settings and create a false sense of accuracy. In this paper, we introduce FOCUS (Familiar Objects in Common and Uncommon Settings), a dataset for stress-testing the generalization power of deep image classifiers. By leveraging the power of modern search engines, we deliberately gather data containing objects in common and uncommon settings in a wide range of locations, weather conditions, and time of day. We present a detailed analysis of the performance of various popular image classifiers on our dataset and demonstrate a clear drop in performance when classifying images in uncommon settings. By analyzing deep features of these models, we show that such errors can be due to the use of spurious features in model predictions. We believe that our dataset will aid researchers in understanding the inability of deep models to generalize well to uncommon settings and drive future work on improving their distributional robustness.


翻译:用于深层学习的标准培训数据集往往包含常见环境中的物体(例如“草地上的马”或“水中的船”),因为这些数据集通常是通过随机刮网来收集的。因此,培训数据中非常常见和罕见的设置(例如“水上的飞机”、“雪天下的汽车”)严重不足。这可能导致模型预测对共同环境的不良偏差,并产生虚假的准确感。在本文中,我们引入FOCUS(共同和不常见环境中的Familiar物体),这是用来测试深层图像分类器一般化能力的数据集。通过利用现代搜索引擎的力量,我们刻意收集在广泛地点、天气条件和时段等不同环境中常见和罕见环境中的物体数据。我们详细分析我们数据集上各种受欢迎的图像分类器的性能,并显示在对异常环境中的图像进行分类时的性能明显下降。我们通过分析这些模型的深度特征,表明这些错误可能是由于模型预测中使用了敏锐的特征。我们通过利用现代搜索引擎,在广泛地点、天气和时间收集的常见环境中收集的物体数据。我们相信,我们无法很好地改进分析其未来的数据。

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