To provide rigorous uncertainty quantification for online learning models, we develop a framework for constructing uncertainty sets that provably control risk -- such as coverage of confidence intervals, false negative rate, or F1 score -- in the online setting. This extends conformal prediction to apply to a larger class of online learning problems. Our method guarantees risk control at any user-specified level even when the underlying data distribution shifts drastically, even adversarially, over time in an unknown fashion. The technique we propose is highly flexible as it can be applied with any base online learning algorithm (e.g., a deep neural network trained online), requiring minimal implementation effort and essentially zero additional computational cost. We further extend our approach to control multiple risks simultaneously, so the prediction sets we generate are valid for all given risks. To demonstrate the utility of our method, we conduct experiments on real-world tabular time-series data sets showing that the proposed method rigorously controls various natural risks. Furthermore, we show how to construct valid intervals for an online image-depth estimation problem that previous sequential calibration schemes cannot handle.


翻译:为了为在线学习模式提供严格的不确定性量化,我们制定了一个框架,用于构建不确定性框架,以在网上设置中控制风险 -- -- 例如信任间隔、虚假负率或F1分的覆盖面,从而将符合的预测扩展至适用于更大类别的在线学习问题。我们的方法保证在任何用户指定水平上进行风险控制,即使基础数据分布随着时间的推移发生急剧变化,甚至是对抗性变化,也不为人所知。我们提出的技术非常灵活,因为它可以适用于任何基础在线学习算法(例如,在网上培训的深神经网络),需要最低限度的执行努力和基本上零额外计算成本。我们进一步扩展了同时控制多重风险的方法,因此我们产生的预测组对所有风险都是有效的。为了展示我们的方法的效用,我们在现实世界的表格时间序列数据集上进行实验,表明拟议的方法严格控制各种自然风险。此外,我们展示了如何为以往的顺序校准计划无法处理的在线图像深度估算问题构建有效间隔期。

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
70+阅读 · 2022年6月28日
【2022新书】高效深度学习,Efficient Deep Learning Book
专知会员服务
114+阅读 · 2022年4月21日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
75+阅读 · 2020年7月26日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
143+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+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
90+阅读 · 2019年10月10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
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年12月20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
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9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
1+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
0+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11月7日
Arxiv
0+阅读 · 2022年11月4日
Arxiv
13+阅读 · 2021年7月20日
Arxiv
108+阅读 · 2020年2月5日
A Modern Introduction to Online Learning
Arxiv
19+阅读 · 2019年12月31日
A Survey on Deep Transfer Learning
Arxiv
11+阅读 · 2018年8月6日
VIP会员
相关VIP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
70+阅读 · 2022年6月28日
【2022新书】高效深度学习,Efficient Deep Learning Book
专知会员服务
114+阅读 · 2022年4月21日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
75+阅读 · 2020年7月26日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
143+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+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
90+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
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
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年12月20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
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2022年11月7日
Arxiv
0+阅读 · 2022年11月4日
Arxiv
13+阅读 · 2021年7月20日
Arxiv
108+阅读 · 2020年2月5日
A Modern Introduction to Online Learning
Arxiv
19+阅读 · 2019年12月31日
A Survey on Deep Transfer Learning
Arxiv
11+阅读 · 2018年8月6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
1+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
0+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