Uncertainty estimation (UE) techniques -- such as the Gaussian process (GP), Bayesian neural networks (BNN), Monte Carlo dropout (MCDropout) -- aim to improve the interpretability of machine learning models by assigning an estimated uncertainty value to each of their prediction outputs. However, since too high uncertainty estimates can have fatal consequences in practice, this paper analyzes the above techniques. Firstly, we show that GP methods always yield high uncertainty estimates on out of distribution (OOD) data. Secondly, we show on a 2D toy example that both BNNs and MCDropout do not give high uncertainty estimates on OOD samples. Finally, we show empirically that this pitfall of BNNs and MCDropout holds on real world datasets as well. Our insights (i) raise awareness for the more cautious use of currently popular UE methods in Deep Learning, (ii) encourage the development of UE methods that approximate GP-based methods -- instead of BNNs and MCDropout, and (iii) our empirical setups can be used for verifying the OOD performances of any other UE method. The source code is available at https://github.com/epfml/uncertainity-estimation.


翻译:不确定估计(UE)技术 -- -- 例如Gausian进程(GP)、Bayesian神经网络(BNN)、蒙特卡洛辍学(MCDropout) -- -- 旨在通过给机器学习模型的每个预测产出分配估计的不确定性值来改进机器学习模型的解释性。然而,由于不确定性估计过高可能在实践中产生致命后果,本文分析上述技术。首先,我们表明GP方法总是对分发数据(OOOD)产生高度不确定性估计。第二,我们在一个2D小例子中显示,BNN和MCDropout对OOD样本的不确定性估计并不高。最后,我们从经验上表明,BNN和MCDropout的这一陷阱也存在于真实的世界数据集中。我们的见解(i)提高了对在深层学习中更谨慎地使用目前流行的UE方法的认识,(ii)鼓励发展接近GP-方法的UE方法 -- -- 而不是BNS和MCDropout,以及(iii)我们的经验性设置可用于核查OD的 OOD性表现。 AM/Seprestimm 方法的源码。

0
下载
关闭预览

相关内容

迁移学习简明教程,11页ppt
专知会员服务
107+阅读 · 2020年8月4日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
110+阅读 · 2020年5月15日
【干货书】真实机器学习,264页pdf,Real-World Machine Learning
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
12+阅读 · 2018年4月27日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
NIPS 2017:贝叶斯深度学习与深度贝叶斯学习(讲义+视频)
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年12月10日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
Arxiv
0+阅读 · 2022年2月8日
Arxiv
8+阅读 · 2021年7月15日
Arxiv
18+阅读 · 2021年3月16日
VIP会员
相关资讯
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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
12+阅读 · 2018年4月27日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
NIPS 2017:贝叶斯深度学习与深度贝叶斯学习(讲义+视频)
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年12月10日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员