计算机视觉：域泛化方法与挑战综述

"这篇综述论文深入探讨了计算机视觉领域的领域泛化(Domain Generalization)问题，重点关注如何使机器学习模型在未见过的数据分布（分布外泛化，OOD）上保持良好的性能。" 计算机视觉是一个广泛应用的领域，涵盖物体识别、图像分割、动作识别和行人重识别等任务。然而，当训练数据与实际应用环境中的数据分布不同时，即出现所谓的"域转移"，大多数基于深度学习的方法会遇到性能下降的问题。这是因为这些方法通常假设输入数据遵循独立同分布(i.i.d.)原则，但在实际场景中，这一假设往往难以满足。 领域泛化的目标正是解决这一挑战，它旨在仅利用源域数据训练模型，使其能适应目标域中的未知数据。自2011年以来，领域泛化研究已经取得了显著进展，涌现出了多种策略和技术，如： 1. 领域对齐：这种方法试图减少源域和目标域之间的特征分布差异，通过在特征空间中找到一个共享的表示，使得模型在不同域之间具有通用性。 2. 元学习：元学习或学习如何学习，通过在多个小规模任务中快速适应，来提高模型的泛化能力。在领域泛化中，这些任务可以代表不同的数据分布。 3. 数据增强：通过对源域数据进行各种变换，如旋转、缩放、裁剪等，来增加模型对变化的鲁棒性，模拟更广泛的数据分布。 4. 集成学习：通过构建和结合多个模型的预测，可以提高整体的泛化性能，每个模型可能专注于数据的不同方面或特征。 5. 对抗性训练：通过向源域数据添加对抗性噪声，使模型学习到更稳健的特征表示，从而减少对特定数据分布的依赖。 6. 多任务学习：通过同时学习多个相关任务，模型可以学习到更通用的特征，这些特征在不同任务和域中都可能有用。 这篇综述论文详细回顾了过去十年间领域泛化在计算机视觉中的研究成果，不仅概述了上述各种方法，还讨论了现有方法的优缺点，以及未来可能的研究方向。论文还探讨了评估领域泛化性能的挑战，包括如何构建适当的基准测试集和衡量指标，这对于推动领域泛化领域的进一步发展至关重要。 通过总结这些进展，该综述为研究人员和实践者提供了全面的参考，帮助他们理解当前的挑战，选择合适的方法，并为未来的研究提供新的思路。对于希望在面临域转移问题的项目中提高模型泛化能力的人来说，这篇论文是一份宝贵的资源。