論文の概要: Do Student LLMs Inherit OOD Robustness? Invariance-Weighted Distillation for Reliable Knowledge Transfer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.22566v1
- Date: Fri, 18 Sep 2026 20:33:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-22 20:29:00.461195
- Title: Do Student LLMs Inherit OOD Robustness? Invariance-Weighted Distillation for Reliable Knowledge Transfer
- Title(参考訳): 学生のLDMはOODロバスト性を引き継ぐか? 信頼性の高い知識伝達のための不変量蒸留
- Abstract要約: Invariance-Weighted Distillation (IWD) は教師の因果関係を推定してトレーニングサンプルを動的に再重み付けする。
IWDの摂動は、コアセマンティクスを保ちながら、教師の予測が不変であるサンプルにより高い蒸留重量を割り当てる急激な手がかりとなる。
IWDは、OOD評価において強力なKDベースラインを一貫して上回り、競争力のあるID(In-distriion)性能を維持している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 7.391676722216757
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Knowledge distillation (KD) aims to compress high-performance teacher LLMs into lightweight students. However, distilled students often exhibit substantial performance degradation in out-of-distribution (OOD) settings, a critical gap that remains underexplored. We identify two compounding mechanisms causing OOD performance degradation: (1) data spuriousness: students can learn spurious correlations in the distillation dataset over genuine causal relationships; and (2) teacher capability: standard KD treats all samples uniformly, ignoring whether the teacher is guided by causal features or misled by spurious shortcuts on a given sample. To address these challenges, we propose Invariance-Weighted Distillation (IWD), a theoretically grounded framework that dynamically reweights training samples using an estimate of the teacher's causal reliance derived from prediction invariance across multiple synthetic environments. IWD perturbs spurious cues while preserving core semantics, assigning higher distillation weights to samples whose teacher predictions remain invariant, indicating greater reliance on causal rather than spurious features. We theoretically show that IWD reduces the student's Spurious-to-Causal (S2C) gradient ratio compared to standard uniformly weighted KD, driving the student toward more invariant representations. Experiments on four NLP benchmarks (MNLI, SQuAD-v2, CoNLL-2003 NER, and SST-2) across two model families (DeBERTa-v3 and Qwen-2.5) demonstrate that IWD consistently outperforms strong KD baselines on OOD evaluations while maintaining competitive in-distribution (ID) performance. Specifically, IWD achieves the highest accuracy in 15 out of 16 OOD benchmarks and improves average OOD performance over standard KD by 4.34 percentage points on NLI and 14.94 percentage points on QA.
- Abstract(参考訳): 知識蒸留(KD)は、ハイパフォーマンスな教師のLSMを軽量な学生に圧縮することを目的としている。
しかし, 蒸留した学生は, アウト・オブ・ディストリビューション(OOD)設定において, かなりの性能低下を経験することが多い。
我々は,(1)データスプリアスネス:学生が真の因果関係よりも蒸留データセットのスプリアス相関を学習し,(2)教師能力:標準KDがすべてのサンプルを均一に処理し,教師が因果的特徴によってガイドされているか,あるいは与えられたサンプル上でスプリアスショートカットによって誤解されているかを無視する2つの複合化メカニズムを同定した。
これらの課題に対処するために, 教師の因果関係を複数の合成環境に分散した予測不変性から推定し, トレーニングサンプルを動的に重み付けする, 理論的に基礎付けられたフレームワークである, 不変量蒸留(IWD)を提案する。
IWDの摂動は、コアセマンティクスを保ちながら急激な手がかりを与え、教師の予測が不変であるサンプルにより高い蒸留重量を割り当て、急激な特徴よりも因果関係に依存していることを示している。
理論的には、IWDは標準重み付きKDと比較して学生のS2C勾配比を減少させ、より不変な表現へと導く。
4つのNLPベンチマーク(MNLI, SQuAD-v2, CoNLL-2003 NER, SST-2)を2つのモデルファミリ(DeBERTa-v3, Qwen-2.5)で行った実験により、IWDは競合する分散内分散(ID)性能を維持しつつ、OOD評価の強いKDベースラインを一貫して上回っていることが示された。
特に、IWDは16のOODベンチマークのうち15の精度を達成し、標準KDよりも平均OOD性能をNLIでは4.34ポイント、QAでは14.94ポイント向上させる。
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