Classifiers learnt from data are increasingly being used as components in systems where safety is a critical concern. In this work, we present a formal notion of safety for classifiers via constraints called safe-ordering constraints. These constraints relate requirements on the order of the classes output by a classifier to conditions on its input, and are expressive enough to encode various interesting examples of classifier safety specifications from the literature. For classifiers implemented using neural networks, we also present a run-time mechanism for the enforcement of safe-ordering constraints. Our approach is based on a self-correcting layer, which provably yields safe outputs regardless of the characteristics of the classifier input. We compose this layer with an existing neural network classifier to construct a self-correcting network (SC-Net), and show that in addition to providing safe outputs, the SC-Net is guaranteed to preserve the classification accuracy of the original network whenever possible. Our approach is independent of the size and architecture of the neural network used for classification, depending only on the specified property and the dimension of the network's output; thus it is scalable to large state-of-the-art networks. We show that our approach can be optimized for a GPU, introducing run-time overhead of less than 1ms on current hardware -- even on large, widely-used networks containing hundreds of thousands of neurons and millions of parameters.


翻译:在这项工作中,我们提出了一个正式的分类者安全概念,即通过所谓的安全排序限制,分类者的安全概念。这些限制涉及分类者对分类输出顺序的要求及其输入条件,足以将分类者安全规格的各种有趣的实例从文献中编码出来。对于使用神经网络实施的分类者,我们还提出了一个执行安全排序限制的运行时间机制。我们的方法基于一个自我修正层,无论分类者输入的特性如何,都可安全地产生产出。我们用一个现有的神经网络分类师构建一个自我校正网络(SC-Net),并表明除了提供安全输出之外,SC-Net还保证尽可能保存原始网络的分类准确性。我们的方法独立于用于分类的神经网络的规模和结构,仅取决于特定属性和网络输出的层面;因此,这个层可以与现有的神经网络的大型状态和神经系统参数相连接,以构建一个自我校正网络(SC-Net),并显示除了提供安全产出之外,SC-Net保证尽可能保持原始网络的分类准确性。我们的方法可以独立于用于分类的神经网络的规模和结构结构,仅取决于特定属性和网络产出的层面;因此,它甚至可以伸缩到大规模的神经网络的状态,在现有的数百个硬件网络上,我们可以显示一个运行的大规模的硬件网络中可以广泛使用。我们可以显示,可以对数百的硬件网络进行。

0
下载
关闭预览

相关内容

Networking:IFIP International Conferences on Networking。 Explanation:国际网络会议。 Publisher:IFIP。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/networking/index.html
零样本文本分类,Zero-Shot Learning for Text Classification
专知会员服务
95+阅读 · 2020年5月31日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年7月21日
Arxiv
23+阅读 · 2022年2月4日
Arxiv
11+阅读 · 2018年10月17日
Arxiv
26+阅读 · 2018年2月27日
VIP会员
相关VIP内容
零样本文本分类,Zero-Shot Learning for Text Classification
专知会员服务
95+阅读 · 2020年5月31日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员