論文の概要: A Unified Analysis of Generalization and Sample Complexity for Semi-Supervised Domain Adaptation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.22632v1
• Date: Wed, 30 Jul 2025 12:53:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-31 16:14:18.20965
• Title: A Unified Analysis of Generalization and Sample Complexity for Semi-Supervised Domain Adaptation
• Title（参考訳）: 半スーパービジョン領域適応のための一般化とサンプル複雑度の統一解析
• Authors: Elif Vural, Huseyin Karaca,
• Abstract要約: ドメイン適応は、ソースドメインの豊富なラベル情報を活用して、限られたラベルを持つターゲットドメインの分類性能を向上させる。 既存の理論的分析のほとんどは、ソースとターゲットドメインが同じ入力空間を共有するような単純化された設定に焦点を当てている。 本稿では、ドメインアライメントに基づくドメイン適応アルゴリズムに関する包括的な理論的研究を行う。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9567015559455132
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Domain adaptation seeks to leverage the abundant label information in a source domain to improve classification performance in a target domain with limited labels. While the field has seen extensive methodological development, its theoretical foundations remain relatively underexplored. Most existing theoretical analyses focus on simplified settings where the source and target domains share the same input space and relate target-domain performance to measures of domain discrepancy. Although insightful, these analyses may not fully capture the behavior of modern approaches that align domains into a shared space via feature transformations. In this paper, we present a comprehensive theoretical study of domain adaptation algorithms based on domain alignment. We consider the joint learning of domain-aligning feature transformations and a shared classifier in a semi-supervised setting. We first derive generalization bounds in a broad setting, in terms of covering numbers of the relevant function classes. We then extend our analysis to characterize the sample complexity of domain-adaptive neural networks employing maximum mean discrepancy (MMD) or adversarial objectives. Our results rely on a rigorous analysis of the covering numbers of these architectures. We show that, for both MMD-based and adversarial models, the sample complexity admits an upper bound that scales quadratically with network depth and width. Furthermore, our analysis suggests that in semi-supervised settings, robustness to limited labeled target data can be achieved by scaling the target loss proportionally to the square root of the number of labeled target samples. Experimental evaluation in both shallow and deep settings lends support to our theoretical findings.
• Abstract（参考訳）: ドメイン適応は、ソースドメインの豊富なラベル情報を活用して、限られたラベルを持つターゲットドメインの分類性能を向上させる。 この分野は幅広い方法論的発展を見てきたが、理論的な基礎はいまだに未発見のままである。 既存の理論分析では、ソースとターゲットドメインが同一の入力空間を共有し、ターゲットドメインのパフォーマンスをドメインの不一致の尺度に関連付ける、単純化された設定に重点を置いている。 これらの分析は洞察に富んでいるが、特徴変換を通じてドメインを共有空間に整合させる現代的なアプローチの振る舞いを完全には捉えていないかもしれない。 本稿では,ドメインアライメントに基づくドメイン適応アルゴリズムに関する包括的な理論的研究を行う。 半教師付き環境において,ドメイン適応型特徴変換と共有分類器の併用学習を検討する。 まず、関連する関数クラスの数をカバーするという観点から、広義の設定で一般化境界を導出する。 次に、最大平均差分法(MMD)や対向目的を用いたドメイン適応型ニューラルネットワークのサンプル複雑性を特徴付けるために分析を拡張した。 我々の結果は、これらのアーキテクチャのカバー数に関する厳密な分析に頼っている。 MMDモデルと逆数モデルの両方の場合、サンプルの複雑さは、ネットワークの深さと幅を2次にスケールする上限を許容している。 さらに, 半教師付き環境下では, ラベル付き対象データに対するロバスト性は, ラベル付き対象データの平方根に比例して, 目標損失を拡大することにより達成できることが示唆された。 浅部および深部の両方での実験的評価は,我々の理論的な知見を裏付けるものである。

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