論文の概要: Deep Augmentation: Dropout as Augmentation for Self-Supervised Learning

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.14537v4
• Date: Wed, 05 Mar 2025 20:30:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-07 17:59:00.30395
• Title: Deep Augmentation: Dropout as Augmentation for Self-Supervised Learning
• Title（参考訳）: Deep Augmentation: 自己指導型学習のためのAugmentationとしてのDropout
• Authors: Rickard Brüel-Gabrielsson, Tongzhou Wang, Manel Baradad, Justin Solomon,
• Abstract要約: Deep Augmentationは、ニューラルネットワークのターゲット層にドロップアウトまたはPCA変換を適用する方法である。 レイヤ間で均一にドロップアウトを適用することで、パフォーマンスが一貫して向上しないことを示す。 また, 停止段階の操作は, 拡張として効果的にドロップアウト機能を確保するために重要であることも示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 19.495587566796278
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Despite dropout's ubiquity in machine learning, its effectiveness as a form of data augmentation remains under-explored. We address two key questions: (i) When is dropout effective as an augmentation strategy? (ii) Is dropout uniquely effective under these conditions? To explore these questions, we propose Deep Augmentation, a network- and modality-agnostic method that applies dropout or PCA transformations to targeted layers in neural networks. Through extensive experiments on contrastive learning tasks in NLP, computer vision, and graph learning, we find that uniformly applying dropout across layers does not consistently improve performance. Instead, dropout proves most beneficial in deeper layers and can be matched by alternative augmentations (e.g., PCA). We also show that a stop-gradient operation is critical for ensuring dropout functions effectively as an augmentation, and that performance trends invert when moving from contrastive tasks to supervised tasks. Our analysis suggests that Deep Augmentation helps mitigate inter-layer co-adaptation -- a notable issue in self-supervised learning due to the absence of labeled data. Drawing on these insights, we outline a procedure for selecting the optimal augmentation layer and demonstrate that Deep Augmentation can outperform traditional input-level augmentations. This simple yet powerful approach can be seamlessly integrated into a wide range of architectures and modalities, yielding notable gains in both performance and generalization.
• Abstract（参考訳）: 機械学習におけるドロップアウトのユビキタスさにもかかわらず、データ拡張の形式としてのその有効性は未解明のままである。 私たちは2つの重要な疑問に対処します。 一 増資戦略としてドロップアウトが有効であるとき。 (二)これらの条件下でのドロップアウトは、一意に効果があるか。 これらの問題を探索するために、ニューラルネットワークのターゲット層にドロップアウトやPCA変換を適用する、ネットワークおよびモダリティに依存しないDeep Augmentationを提案する。 NLP、コンピュータビジョン、グラフ学習における対照的な学習タスクに関する広範な実験を通じて、各層に一様にドロップアウトを適用することで、パフォーマンスが一貫して向上しないことがわかった。 代わりに、ドロップアウトはより深いレイヤで最も有益であることを証明し、代替の拡張(PCAなど)でマッチさせることができる。 また、停止段階の操作は、拡張として効果的にドロップアウト機能を確保するために重要であり、対照的なタスクから教師付きタスクに移行する際の性能傾向が逆転することを示す。 我々の分析は、ディープ・アジュメンテーションが層間コ・アダプテーションの緩和に役立つことを示唆している。 これらの知見に基づいて、最適な拡張層を選択する手順を概説し、Deep Augmentationが従来の入力レベルの拡張よりも優れていることを示す。 この単純で強力なアプローチは、幅広いアーキテクチャやモダリティにシームレスに統合することができ、性能と一般化の両方において顕著な利益をもたらす。

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