数据增强之mixup

mixup

mixup是基于邻域风险最小化（Vicinal Risk Minimization, VRM）原则的数据增强方法，使用线性插值得到新样本数据。

在邻域风险最小化原则下，根据特征向量线性插值将导致相关目标线性插值的先验知识，可得出简单且与数据无关的mixup公式：

其中（xn，yn）是插值生成的新数据，(xi,yi) 和 (xj，yj)是训练集中随机选取的两个数据，λ的取值满足贝塔分布，取值范围介于0到1，超参数α控制特征目标之间的插值强度。

mixup的实验丰富，实验结果表明可以改进深度学习模型在ImageNet数据集、CIFAR数据集、语音数据集和表格数据集中的泛化误差，降低模型对已损坏标签的记忆，增强模型对对抗样本的鲁棒性和训练对抗生成网络的稳定性。

PyTorch实现

def mixup(data, target, alpha):
    indices = torch.randperm(data.size(0))
    shuffled_data = data[indices]
    shuffled_target = target[indices]

    lam = np.clip(np.random.beta(alpha, alpha),0.3,0.7)
    data = lam*data + (1-lam)*shuffled_data
    targets = (target, shuffled_target, lam)

    return data, targets

Reference

​​https://www.kaggle.com/virajbagal/mixup-cutmix-fmix-visualisations​​​​https://www.jianshu.com/p/99450dbdadcf​​