Understanding how machine learning models generalize to new environments is a critical part of their safe deployment. Recent work has proposed a variety of complexity measures that directly predict or theoretically bound the generalization capacity of a model. However, these methods rely on a strong set of assumptions that in practice are not always satisfied. Motivated by the limited settings in which existing measures can be applied, we propose a novel complexity measure based on the local manifold smoothness of a classifier. We define local manifold smoothness as a classifier's output sensitivity to perturbations in the manifold neighborhood around a given test point. Intuitively, a classifier that is less sensitive to these perturbations should generalize better. To estimate smoothness we sample points using data augmentation and measure the fraction of these points classified into the majority class. Our method only requires selecting a data augmentation method and makes no other assumptions about the model or data distributions, meaning it can be applied even in out-of-domain (OOD) settings where existing methods cannot. In experiments on robustness benchmarks in image classification, sentiment analysis, and natural language inference, we demonstrate a strong and robust correlation between our manifold smoothness measure and actual OOD generalization on over 3,000 models evaluated on over 100 train/test domain pairs.


翻译:了解机器学习模型如何普遍适用于新环境是其安全部署的关键部分。最近的工作提出了各种复杂措施,直接预测或理论上约束模型的通用能力,但这些方法依赖于一套在实际中并非总能满足的强有力的假设。受现有措施适用范围有限的环境的驱动,我们根据一个分类器的本地多元性平滑性提出了一个新的复杂措施。我们将本地元流平滑性定义为一个分类器对在特定测试点周围的多区段扰动的敏感度。直观地说,一个对这些扰动能力不那么敏感的分类器应该更加普遍化。为了估算平稳性,我们使用数据增强度抽样点,并测量被划入多数等级的这些点的分数。我们的方法只需要选择一种数据增强方法,而不对模型或数据分布作其他假设,这意味着即使在现有方法无法应用的外部(OODD)环境中,它也可以被应用。在图像分类、情绪分析以及自然语言推导的稳健基准方面进行实验。我们用100个模型来显示,我们用数据平稳度度测量和3000个总和总要求之间,我们测算。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
73+阅读 · 2022年6月28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
【UMD开放书】机器学习课程书册,19章227页pdf,带你学习ML
【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
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
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+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 · 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
1+阅读 · 2012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
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
38+阅读 · 2021年8月31日
Arxiv
30+阅读 · 2021年7月7日
VIP会员
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
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1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
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+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 · 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
1+阅读 · 2012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
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员