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自動運転arXiv:2605.21372

実データと合成データの共学習のための閉ループ動的データ混合

Closed Loop Dynamic Driving Data Mixture for Real-Synthetic Co-Training

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自動運転のエンドツーエンド学習において、実データと合成データを効率的に混合するための自動化された閉ループデータエンジン「AutoScale」を提案し、評価フィードバックに基づいてデータ混合を動的に最適化することで、少ない合成データで性能を向上させる。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 自動運転のend-to-end学習におけるreal-synthetic co-trainingのためのデータ混合手法。 - 実世界データは高コストでシーンに偏りがあるため、合成データを活用するが、単純に全て使うと非効率で分布シフトが生じる。 - 訓練データの混合をシーンタイプと量の観点で動的に最適化する閉ループデータエンジンAutoScaleを提案。 - シーン表現、データ混合最適化と検索、モデル訓練と評価を統合。 - 実データと合成データの混合を反復的に調整し、モデル性能を最大化する。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来のreal-synthetic co-trainingやcross-domainベースラインと比較して、制約された予算下でより少ない合成サンプルで高性能を達成。 - ナイーブに全ての合成データを利用する手法や、データ混合を最適化しない手法と比べて効率的。 - 閉ループ評価フィードバックを活用して動的に混合を調整する点が新しい。 - 実データのアノテーションコストやシーンバイアスを軽減しつつ、合成データの分布シフトを抑制。

3. 技術・手法の肝は?

- データ混合を動的最適化プロセスとして概念化し、閉ループ評価フィードバックで混合を反復調整。 - Graph Regularized AutoEncoder (Graph-RAE) で運転シーン表現を学習。 - Cluster-aware Gradient Ascent (Cluster-GA) でクラスタごとの重要度を推定し再重み付け。 - クラスタガイド付きベクトル検索で高価値サンプルを選択。 - シーン表現、混合最適化、検索、訓練、評価を統合した自動化データエンジン。

4. どうやって有効だと検証した?

- NavSim上で実験を実施。 - AutoScaleがvanilla co-trainingおよびcross-domainベースラインを上回る性能を達成。 - 制約された予算下でより少ない合成サンプルで優れた性能を示すことを確認。 - 具体的な評価指標や詳細な実験設定は要旨からは不明。

5. 議論はある?

- 実世界データのアノテーションコストとシーンバイアス、合成データの分布シフトが課題。 - 実用的な訓練予算下でのデータ混合最適化は未探索の問題。 - データ混合にはシーンタイプと量に関する明確なガイダンスが必要と主張。 - 限界や今後の課題についての議論は要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている研究: vanilla co-training, cross-domain baselines, NavSim。 - 関連手法: Graph Regularized AutoEncoder (Graph-RAE), Cluster-aware Gradient Ascent (Cluster-GA)。 - 同分野の定番: end-to-end autonomous driving, real-synthetic co-training, data mixture optimization。

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Hongzhi Ruan, Pei Liu, Weiliang Ma, Zhengning Li, Xueyang Zhang, Jun Ma, Dan Xu, Kun Zhan

分類: cs.CV, cs.AI, cs.LG, cs.RO

原文アブストラクト

Data scaling is fundamental to modern deep learning, and grows increasingly critical as autonomous driving shifts to end-to-end learning. Real-world driving data is expensive to annotate and scene-biased, making real-synthetic co-training with near-infinite synthetic data a promising direction. However, naively incorporating all available synthetic data is inefficient and leads to distribution shifts, and optimizing data mixture under practical training budgets remains a critical yet under-explored problem. In this sense, we claim that the mixture of training data requires clear guidance in terms of scene types and quantities. Particularly in this work, we conceptualize the data mixture approximately as a dynamic optimization process that iteratively adjusts the training data mixture to maximize model performance, guided by closed-loop evaluation feedback, and propose AutoScale, a fully automated closed-loop data engine unifying scene representation, data mixture optimization and retrieval, as well as model training and evaluation. Specifically, we propose Graph Regularized AutoEncoder (Graph-RAE) for driving scene representations, introduce Cluster-aware Gradient Ascent (Cluster-GA) for cluster-wise importance estimation and reweighting, and perform cluster-guided vector retrieval to select high-value samples. Experiments on NavSim demonstrate that AutoScale outperforms vanilla co-training and cross-domain baselines, achieving better performance with fewer synthetic samples under constrained budgets.

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