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通过对抗式认知不确定性训练改进分布外检测

机器学习 2022-09-12 v2

摘要

不确定性的量化对于机器学习的应用十分重要,尤其是将分布外(OOD)数据退回给人类专家审查。然而进展缓慢,因为必须在计算效率与不确定性估计质量之间取得平衡。因此,许多人使用深度神经网络集成或蒙特卡洛 dropout,以相对最小的计算和内存获得合理的不确定性估计。令人惊讶的是,当我们关注误报率(FPR)1%\leq 1\%这一现实适用的约束时,已有方法无法可靠地检测出 OOD 样本。值得注意的是,即便是高斯随机噪声也未能触发这些流行的 OOD 技术。我们通过设计一种简单的对抗训练方案来缓解该问题,该方案纳入了对 dropout 集成所预测的认知不确定性的攻击。我们证明该方法在标准数据(即非对抗构造的数据)上提升了 OOD 检测性能,并将标准化部分 AUC 从接近随机猜测的水平提升至 0.75\geq 0.75

关键词

引用

@article{arxiv.2209.03148,
  title  = {Improving Out-of-Distribution Detection via Epistemic Uncertainty Adversarial Training},
  author = {Derek Everett and Andre T. Nguyen and Luke E. Richards and Edward Raff},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2209.03148},
  year   = {2022}
}

备注

8 pages, 5 figures