通过正则化在训练中包含一些没有真实标签的样本,但不直接在损失函数中使用

深度学习文献通常假设所有训练数据都有相关联的真实标签(GT),但在我正在进行的项目中,我有许多(实验性)样本没有真实标签。然而,我认为将这些样本包含在训练中可能会非常有用,因为它们对网络的正则化部分的贡献有助于使其更加健壮/可推广。这主要是因为它们是极端但有效的情况,并且它们在输入神经网络时的行为是重要的信息。

我正在使用Tensorflow 2/Keras。这是一个回归问题,所以假设我使用类似MSE的损失函数。

我想知道在model.compile(loss=my_loss)中如何有效地将这些情况的贡献在my_loss损失函数中归零,同时允许任何层的activity_regularizer的贡献成为“全局”损失函数的一部分。

我在考虑添加一个权重向量作为输入,其中每个样本被标记是否有GT,但计算这些样本的损失然后乘以零似乎是浪费的,尽管这可能比过滤它们更有效率。

我想知道是否有其他人遇到过类似的情况,并实施了什么样的解决方案。


回答:

这听起来更像是半监督学习的问题。此外,我不知道“…但它们在正则化方面会非常出色”这一想法是否真的正确;然而,在实现方面是可以做到的。

例如,假设你的模型是一个二元分类器,输出层是一个1单位的sigmoid层。因此,你可以为没有标签的样本分配一个超出范围的标签(如-1),然后编写一个自定义损失函数,在计算损失时忽略它们:

或者,一个更简单的选项是使用fitsample_weight参数提供样本权重,即你可以为没有标签的样本使用零的样本权重(只需为它们提供一个虚假标签),并为有标签的样本使用1的样本权重:

model.fit(data, labels, ..., sample_weight=sample_weight)

然而,我不完全确定样本权重是否不会被用于Keras/TF中的其他依赖输入的损失,如活动正则化。

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