Neural networks are known to produce over-confident predictions on input images, even when these images are out-of-distribution (OOD) samples. This limits the applications of neural network models in real-world scenarios, where OOD samples exist. Many existing approaches identify the OOD instances via exploiting various cues, such as finding irregular patterns in the feature space, logits space, gradient space or the raw space of images. In contrast, this paper proposes a simple Test-time Linear Training (ETLT) method for OOD detection. Empirically, we find that the probabilities of input images being out-of-distribution are surprisingly linearly correlated to the features extracted by neural networks. To be specific, many state-of-the-art OOD algorithms, although designed to measure reliability in different ways, actually lead to OOD scores mostly linearly related to their image features. Thus, by simply learning a linear regression model trained from the paired image features and inferred OOD scores at test-time, we can make a more precise OOD prediction for the test instances. We further propose an online variant of the proposed method, which achieves promising performance and is more practical in real-world applications. Remarkably, we improve FPR95 from $51.37\%$ to $12.30\%$ on CIFAR-10 datasets with maximum softmax probability as the base OOD detector. Extensive experiments on several benchmark datasets show the efficacy of ETLT for OOD detection task.


翻译:据了解,神经网络对输入图像的预测过于自信,即使这些图像超出分布范围(OOD)样本。这限制了神经网络模型在现实世界情景中的应用,在OOD样本存在的地方限制了神经网络模型的应用。许多现有方法通过利用各种提示,例如发现地貌空间、登录空间、梯度空间或图像原始空间中的不规则模式,查明OOD的事例。与此形成对照的是,本文件建议了一种简单的试验时间线性线性培训(ETLT)探测OOOOD的测试性能。我们经常发现,输入图像超出分布的概率与由神经网络提取的特征有着惊人的线性相关性。为了具体化,许多最新的OOOD算法虽然旨在以不同的方式测量可靠性,但实际上导致OODD的分数与图像的特征有线性关系。因此,通过简单学习从配对式图像特征中培训的线性回归模型和测试时的OODD分数,我们可以为测试实例做出更精确的ODOD预测。我们进一步提议在ODO的在线数据定位模型上对美元进行最有希望的OD-ROD的精确的测试。

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