Many important computer vision applications are naturally formulated as regression problems. Within medical imaging, accurate regression models have the potential to automate various tasks, helping to lower costs and improve patient outcomes. Such safety-critical deployment does however require reliable estimation of model uncertainty, also under the wide variety of distribution shifts that might be encountered in practice. Motivated by this, we set out to investigate the reliability of regression uncertainty estimation methods under various real-world distribution shifts. To that end, we propose an extensive benchmark of 8 image-based regression datasets with different types of challenging distribution shifts. We then employ our benchmark to evaluate many of the most common uncertainty estimation methods, as well as two state-of-the-art uncertainty scores from the task of out-of-distribution detection. We find that while methods are well calibrated when there is no distribution shift, they all become highly overconfident on many of the benchmark datasets. This uncovers important limitations of current uncertainty estimation methods, and the proposed benchmark therefore serves as a challenge to the research community. We hope that our benchmark will spur more work on how to develop truly reliable regression uncertainty estimation methods. Code is available at https://github.com/fregu856/regression_uncertainty.


翻译:在医学成像中,准确回归模型有可能使各种任务自动化,帮助降低成本和改善患者结果。然而,这种安全关键部署确实需要可靠地估计模型不确定性,这也是在实际中可能遇到的分布变化的广泛情况下。我们为此开始调查各种真实世界分布变化下的回归不确定性估算方法的可靠性。为此,我们提议了8个基于图像的回归数据集的广泛基准,并有不同种类的具有挑战性的分布变化。我们然后使用我们的基准来评估许多最常见的不确定性估算方法,以及从分配外检测任务中得出的两个最先进的不确定性评分。我们发现,虽然在分配变化不变化时方法已经很好地校准,但所有方法都对许多基准数据集非常不自信。这揭示了当前不确定性估算方法的重大局限性,因此,拟议基准对研究界构成挑战。我们希望,我们的基准将激励更多关于如何制定真正可靠的回归不确定性估算方法的工作。代码可在 https://githth/regregregresaty_regregregrecom查阅 https://gresseral_regrestium_retium_retium_regrestium)。

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