Detecting out-of-distribution (OOD) samples is vital for developing machine learning based models for critical safety systems. Common approaches for OOD detection assume access to some OOD samples during training which may not be available in a real-life scenario. Instead, we utilize the {\em predictive normalized maximum likelihood} (pNML) learner, in which no assumptions are made on the tested input. We derive an explicit expression of the pNML and its generalization error, denoted as the {\em regret}, for a single layer neural network (NN). We show that this learner generalizes well when (i) the test vector resides in a subspace spanned by the eigenvectors associated with the large eigenvalues of the empirical correlation matrix of the training data, or (ii) the test sample is far from the decision boundary. Furthermore, we describe how to efficiently apply the derived pNML regret to any pretrained deep NN, by employing the explicit pNML for the last layer, followed by the softmax function. Applying the derived regret to deep NN requires neither additional tunable parameters nor extra data. We extensively evaluate our approach on 74 OOD detection benchmarks using DenseNet-100, ResNet-34, and WideResNet-40 models trained with CIFAR-100, CIFAR-10, SVHN, and ImageNet-30 showing a significant improvement of up to 15.6\% over recent leading methods.


翻译:检测分布(OOD)样本对于开发关键安全系统的机器学习模型至关重要。 OOOD检测的通用方法假定在培训期间可以获取一些OOD样本,这些样本在现实情景下可能无法提供。相反,我们使用测试输入不作任何假设的“REML”学习者,在测试输入中不作任何假设。我们明确表达PNML及其一般错误,称为“FL'FR'r',用于单层神经网络。我们表明,该学习者在以下情况下非常概括化:(一) 测试矢量位于一个亚空间,该亚空间由与培训数据的经验性相关总基体的庞大的egen值相关值有关,或(二) 测试样品远离决定边界。此外,我们描述了如何有效地将衍生的PNML遗憾应用到任何未经事先培训的深层NNNNW,在最后一层使用明确的PNML,然后是软式函数。我们用经过广泛培训的O-NFAR-M-NBAR 模型来评估后,用经过广泛测试的15号S-R-R-R-RAS-CRAS-RAS-C-RAS-C-C-C-C-C-DM-C-C-RM-DM-RMDM-R-R-R-R-R-R-R-RM-R-R-R-R-R-R-RM-R-R-R-R-R-R-R-R-R-RM-RM-RM-DM-DM-DM-R-R-R-C-DM-DM-DM-C-C-C-C-C-R-R-T-T-T-T-T-DM-D-T-T-T-T-T-T-T-T-T-T-T-T-T-T-T-DM-NM-DM-NM-T-NM-NM-T-T-T-T-T-NM-T-T-T-D-DM-D-D-D-D-DM-T-D-D-D-T-T-T-T-T-T-T-

0
下载
关闭预览

相关内容

NeurIPS 2021 | 寻MixTraining: 一种全新的物体检测训练范式
专知会员服务
11+阅读 · 2021年12月9日
专知会员服务
81+阅读 · 2021年5月10日
专知会员服务
42+阅读 · 2020年12月18日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
30+阅读 · 2019年10月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
11+阅读 · 2018年3月15日
人工智能 | 国际会议截稿信息9条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年3月13日
BranchOut: Regularization for Online Ensemble Tracking with CNN
统计学习与视觉计算组
9+阅读 · 2017年10月7日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Out-of-Distribution Detection without Class Labels
Arxiv
0+阅读 · 2021年12月14日
Arxiv
0+阅读 · 2021年12月13日
Arxiv
38+阅读 · 2021年8月31日
Arxiv
9+阅读 · 2021年3月3日
Implicit Maximum Likelihood Estimation
Arxiv
7+阅读 · 2018年9月24日
VIP会员
相关资讯
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
11+阅读 · 2018年3月15日
人工智能 | 国际会议截稿信息9条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年3月13日
BranchOut: Regularization for Online Ensemble Tracking with CNN
统计学习与视觉计算组
9+阅读 · 2017年10月7日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员