ノイジー・コレスポンデンスの忘却でCLIPの堅牢性が向上する — Unlearning the Noisy Correspondence Makes CLIP More Robust

田中専務

拓海さん、お忙しいところすみません。部下から『CLIPっていうやつが良いらしい』と聞いたのですが、データにノイズが多いとダメになると聞いて不安なんです。これって要するに現場のデータが雑だと効果が出ないということですか?

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!まず結論を短く言うと、大丈夫です。今回の論文は『既に学習済みのCLIPというモデルから、データの誤対応(ノイズ)だけを効率的に“忘れさせる”方法』を示しており、現場データが雑でも影響を抑えられる可能性を示していますよ。要点を3つで説明しますね。1) 問題は誤対応(ノイズ)、2) 解決は学習済みモデルの微調整で“忘却”する、3) 効率的で現実的だ、という点です。

田中専務

なるほど。専門用語で言われると頭が痛くなるのですが、『CLIP』って何でしたっけ?そして『ノイズ対応(Noisy Correspondence)』というのは具体的にどんな状況でしょうか。

AIメンター拓海

いい質問です。CLIPは英語表記でContrastive Language–Image Pretraining(CLIP)で、画像と文章を結びつける大きな脳みそみたいなモデルです。現場で言うと『写真Aに対して説明文Bが間違って紐づいている』ケースがノイズ対応(Noisy Correspondence)です。例えば製品写真に別製品の説明が付いていると、学習は誤った紐づけを覚えてしまいます。これが精度を落とす原因になりますよ。

田中専務

なるほど、つまり現場のカタログデータや作業写真に誤った説明が混じっていると、それを学習してしまうと。で、その誤った学習だけを取り除けると。

AIメンター拓海

その通りです。そして本論文のポイントは『最初から全部学び直すのではなく、既に学んだモデルに対して悪影響だけを速く消す(unlearn)』という発想です。比喩で言えば、書類の一部だけ訂正印で消して再スタンプするイメージで、時間とコストが少なくて済みますよ。

田中専務

それは現実的ですね。ただ、実務で怖いのは『消すつもりが重要な知識まで消してしまう』ことです。論文はその辺をどう担保しているんですか。

AIメンター拓海

良い懸念です。論文では『最も難しいネガティブ情報(hardest negative)を学習して、それを忘却の指針にする』という考え方を採っています。端的に言うと、『どの誤対応を消すべきか』を明確にして、間違って大事な知識を消さないように方向付けするのです。要点を3つでまとめると、1) 悪い結びつきを特定する、2) その“逆”を学んで忘却の方向を作る、3) 速く効率的に微調整する、です。

田中専務

これって要するに、誤った紐づけを“指名”して消していくということ?現場で使うなら、画像データと説明文の両方を見ながらピンポイントで直す感じですか。

AIメンター拓海

そのイメージで合っています。実装は最適輸送(Optimal Transport)という数学的手法で“どの情報をどう忘れるか”を定式化していますが、ビジネス視点では『誤対応をピンポイントで減らしつつ本来の性能を保つ』方法だと理解すれば十分です。そして導入のメリットは、膨大なデータで再学習する時間・コストを節約できる点です。

田中専務

分かりました。最後に一つだけ確認させてください。投資対効果の観点で、まず何を用意すれば良いですか。

AIメンター拓海

大丈夫、一緒にやれば必ずできますよ。投資対効果の観点では三つあります。まず小さな代表データセットを用意してノイズの割合を把握すること。次に既存のCLIPモデルを用意して、論文手法での微調整を試験的に実施すること。最後に業務的に重要な判断軸で性能を比較して本導入の判断材料にすることです。これらは比較的少ないコストで始められますよ。

田中専務

ありがとうございます。では私の言葉でまとめます。『まず現状のデータの誤対応を見つけ、小さく試してCLIPの誤学習だけを消す。成功したら本番導入してコストを抑える』ということですね。よし、部長に伝えて動かします。


1.概要と位置づけ

結論を先に述べる。本研究は既存の大規模視覚言語モデルであるCLIP(Contrastive Language–Image Pretraining、画像と言語の対比学習)に対して、学習データに含まれる誤った画像と説明文の対応、すなわちNoisy Correspondence(ノイジー・コレスポンデンス)の悪影響だけを効率的に消し去る(unlearn)手法を提案する点で新しい。これにより、膨大なデータを最初から学習し直すことなく、モデルの堅牢性(robustness)を向上させることができる点が最も大きな変化である。

背景を簡潔に整理すると、現代の視覚言語モデル(Vision–Language Models、VLMs)は大量データを必要とするため、データ品質とのトレードオフが生じやすい。現場のカタログやユーザー投稿などは誤対応を含みやすく、これがモデルの誤学習を招いて性能低下を引き起こす。従来は精度改善のために全データの再学習やデータクリーニングが検討されたが、現実的なコストが高い。

本研究はその点を直撃する。筆者らは既に学習済みのCLIPに対して、ノイズとなる対応だけを“消す”一連の微調整を設計した。重要なのは、このアプローチが単にノイズを除外するのではなく、モデル内部で誤った関係性を忘れる(unlearn)ように導く点である。結果として、再学習に比べて計算資源と時間を節約できる。

実務における位置づけとしては、既存モデルを維持しつつ品質改善だけを行いたい企業にとって実用的な選択肢を提供する点にある。完全な学習のし直しが困難な中小企業や既存運用を止められない現場で、投資対効果の高い改善策となり得る。

最後に全体像を短く示す。本手法はノイズの指向を明確にし、効率的に誤対応を忘却させることでCLIPの堅牢性を高める。現場データの品質が低くても、モデルの信頼性を保つための現実解を提示する研究である。

2.先行研究との差別化ポイント

先行研究は大きく二つの方向性に分かれる。ひとつはデータを精緻化して学習時の誤対応を減らす方法、もうひとつは学習過程で堅牢性を高めるための新たな学習規則を設ける方法である。どちらも有効だが、共通しているのは多くの場合、最初から大量の計算リソースを投じてモデルを訓練し直す前提がある点である。

本稿の差別化ポイントはこの常識に逆行することにある。筆者らは『再学習せずに既存モデルを修正する』方針を取り、特にノイズに対して効率的に忘却(unlearning)を実現する点を強調する。これにより現場での実行可能性を高め、少ない追加コストで性能改善を狙える。

技術的には、機械的なデータ再処理や単純なフィルタリングではなく、モデル内部に残る誤った相関関係自体を対象にする点が異なる。これは一般に言われるMachine Unlearning(機械的忘却)に近いが、視覚と言語の組合せに特化して最も悪影響を与える情報を積極的に学ばせ直す点で独自性がある。

加えて、本研究は『hardest negative(最も難しいネガティブ例)』という概念を忘却の方向付けに使うことで、曖昧な忘却方向に起因する本来の知識の破壊を抑制する設計を取っている。従来の単純な忘却手法よりも、重要な知識を保ちながら問題の部分だけを削ぎ落とせる点が差分である。

ビジネス上の差異を一言で言えば、従来は『高いコストをかけてモデル全体を再構築する』のが標準だったが、本研究は『低コストで既存資産を手直しして堅牢性を確保する』という実務的選択肢を示した点にある。

3.中核となる技術的要素

本手法の技術的中核は二つのアイデアに集約される。第一に、誤対応の忘却を実現するために『どの情報を忘れるべきか』を明確に定めること。第二に、その忘却過程を数理的に安定に実行する仕組みを導入することである。特に重要なのは、忘却の方向を誤ると有用な意味構造まで壊してしまうリスクを抑える設計である。

具体的には、最も説得力のあるネガティブ例、すなわちhardest negativeを識別し、それを介して誤対応に対する明確な逆指導情報を生成する。これにより単にノイズを除外するだけでなく、モデルが誤って覚えた関係性に対して積極的に反証する情報を与える仕組みである。

忘却の実行にはOptimal Transport(最適輸送)に基づく定式化が用いられている。直感的に言うと、モデル内部の情報分布を少し動かして誤った結びつきを適切な位置に再配置し、誤った結びつきの影響を減らす手続きである。数学的には安定性と収束性に配慮した実装がなされている。

実装面では全体を再学習するほどの計算は不要で、既存のCLIPに対する高速な微調整(fine-tuning)で効果が得られる点が実務上の強みだ。これにより、トライアルを小規模データで行い、効果が見えた段階で本格導入する運用が可能である。

要約すると、誤対応の識別、忘却方向の明確化、そして最適輸送に基づく安定した微調整手続きの組合せが本研究の中核的技術である。

4.有効性の検証方法と成果

検証は主に百万規模のデータセットを用いた実験で行われ、対象はCLIPの堅牢性評価である。比較対象には従来の再学習や単純なデータフィルタリングなどが含まれ、評価指標は画像とテキストの対応精度や下流タスクでの性能低下の抑制に焦点を当てている。

実験結果は、提案手法(NCU: Noisy Correspondence Unlearning)がCLIPに対して強いロバストネスを付与することを示した。具体的には誤対応の多い条件下での性能低下が有意に小さいことが示され、再学習と比べて計算コストが大幅に低い点が確認された。

また解析的には、hardest negativeを利用することで、忘却が誤った結びつきに対して選択的に機能し、本来必要な意味構造は比較的保たれるという証拠が示された。これにより忘却の副作用を最小化できることが実証された。

ただし、現時点の実験は主に百万規模のデータで行われており、十億規模のデータや他の大型VLM(Vision–Language Models)への横展開については追加検証が必要であると筆者らも述べている。したがって実務導入に当たっては段階的な検証が望ましい。

総じて言えば、提案手法は現実的なコストでノイズ耐性を高める有効な手段であり、特に既存モデル資産を活かした改善策として有望である。

5.研究を巡る議論と課題

議論の中心は二点ある。一つは忘却の指針を誤るリスクと、もう一つは大規模データや他アーキテクチャへの一般化の問題である。忘却の指針についてはhardest negativeの選定が鍵となるが、これが常に最適とは限らない可能性が残る。

また現在の検証はCLIPに対するものであり、BLIP-2やVisionLLMのような別形態の視覚言語モデルに対して同じ手法が効果的かどうかは不明である。筆者らも今後の検証課題としてこれらを挙げている。

運用面では、モデルの一部を忘却させることに対する説明責任や検証フローの整備も必要である。忘却の結果を定量的に評価し、業務上の判断に組み込むためのKPI設計が求められる点は実務的な課題である。

さらに、法的・倫理的観点からの検討も無視できない。データを消す・忘却するという概念はプライバシーやコンプライアンスと結びつく場合があり、運用ポリシーと技術の整合が必要である。

結論として、技術的には有望である一方、実務導入には追加検証、評価フローの整備、法的検討が不可欠である。

6.今後の調査・学習の方向性

今後の研究課題は三つに集約される。第一に、提案手法の大規模データへの拡張性と他VLMへの一般化を確かめること。第二に、忘却プロセスの選定基準をより自動化・堅牢化してヒューマンコストを下げること。第三に、実務導入時の評価指標や監査ログの設計を行い、説明可能性を高めることである。

技術的には、hardest negativeの定義や選定アルゴリズムの改良が効率化の鍵になる。さらに、忘却の効果をリアルタイムに評価する軽量な検証パイプラインの整備が実務的価値を高める。

運用面では、まずは小さな代表データで試験し、効果が確認できた段階で段階的にスケールさせるアプローチが現実的である。これによりコストを抑えながらリスク管理を行える。

最後に学習リソースの制約がある企業ほど本手法の恩恵は大きい。既存資産を活かして安全にモデル性能を保つための現実解として、今後の普及が期待できる。

検索に使える英語キーワード: “Noisy Correspondence”, “CLIP robustness”, “machine unlearning”, “hardest negative”, “Optimal Transport”

会議で使えるフレーズ集

『現状データの誤対応を特定して、既存CLIPの誤学習だけを速やかに忘れさせるアプローチを試行したい』という言い回しは、技術的な意図を明確にしつつコスト感を共有するのに適している。『まずは代表サンプルでノイズ率を定量化し、効果があれば段階的に導入する』と続ければ実務責任者の安心感を高められる。『再学習ではなく微調整で対応するので初期投資を抑えられる』とROI観点を強調するのも有効である。


Han H., et al., “Unlearning the Noisy Correspondence Makes CLIP More Robust,” arXiv preprint arXiv:2507.03434v1, 2025.

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