中文

Panda:基于负数据增广的测试时适应

机器学习 2025-11-14 v1

摘要

预训练视觉语言模型(VLM)在零样本分类任务中表现出强大的零样本分类能力,但在常见图像损坏情况下,其预测性能会显著下降。为提高鲁棒性,许多测试时适应(TTA)方法采用正数据增广(PDA),通过生成每个测试样本的多个视图来降低预测方差。然而,这些方法存在两个关键局限:其一,会因每个图像所需的大量增广而导致相当大的计算开销;其二,PDA无法缓解预测偏差——即模型在损坏输入下倾向于对某些类别进行不成比例预测,因为PDA作用于受损坏输入且通常不去除损坏本身。为解决这些挑战,我们提出了Panda,这是一种基于负数据增广(NDA)的新型TTA方法。不同于保留对象语义的正增广,Panda通过扰乱语义内容来生成负增广。它将图像划分为多个小块,并从共享的块组中随机拼接这些小块。这些负性增广图像保留损坏特定特征,同时丢弃与对象相关的信号。我们随后从这些负样本的均值特征中减去原始图像特征,从而有效抑制与损坏相关的成分,同时保留与类别相关的信息。这一机制可缓解分布迁移下的预测偏差。Panda允许增广在批处理内的样本之间共享,从而实现最小的计算开销。Panda可以无缝集成到现有的测试时适应框架中,显著提升其鲁棒性。我们的实验表明,Panda在性能上优于PDA方法,且广泛的TTA方法在集成Panda后表现出显著的性能提升。我们的代码已发布在 https://github.com/ruxideng/Panda。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.10481,
  title  = {Panda: Test-Time Adaptation with Negative Data Augmentation},
  author = {Ruxi Deng and Wenxuan Bao and Tianxin Wei and Jingrui He},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.10481},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted by AAAI 2026