Traditional deep neural networks (NNs) have significantly contributed to the state-of-the-art performance in the task of classification under various application domains. However, NNs have not considered inherent uncertainty in data associated with the class probabilities where misclassification under uncertainty may easily introduce high risk in decision making in real-world contexts (e.g., misclassification of objects in roads leads to serious accidents). Unlike Bayesian NN that indirectly infer uncertainty through weight uncertainties, evidential NNs (ENNs) have been recently proposed to explicitly model the uncertainty of class probabilities and use them for classification tasks. An ENN offers the formulation of the predictions of NNs as subjective opinions and learns the function by collecting an amount of evidence that can form the subjective opinions by a deterministic NN from data. However, the ENN is trained as a black box without explicitly considering inherent uncertainty in data with their different root causes, such as vacuity (i.e., uncertainty due to a lack of evidence) or dissonance (i.e., uncertainty due to conflicting evidence). By considering the multidimensional uncertainty, we proposed a novel uncertainty-aware evidential NN called WGAN-ENN (WENN) for solving an out-of-distribution (OOD) detection problem. We took a hybrid approach that combines Wasserstein Generative Adversarial Network (WGAN) with ENNs to jointly train a model with prior knowledge of a certain class, which has high vacuity for OOD samples. Via extensive empirical experiments based on both synthetic and real-world datasets, we demonstrated that the estimation of uncertainty by WENN can significantly help distinguish OOD samples from boundary samples. WENN outperformed in OOD detection when compared with other competitive counterparts.


翻译:传统的深心神经网络(NNS)对不同应用领域分类任务中最先进的性能做出了重大贡献。然而,NNS并没有考虑与等级概率相关的数据内在不确定性,因为不确定性下的错误分类很容易在现实世界环境中带来高决策风险(例如,道路中物体分类错误导致严重事故 ) 。 与Bayesian NNN(通过重量不确定性间接推导不确定性)不同,Secial NNS(ENNS)最近提议明确模拟等级概率的不确定性,并将其用于分类任务。 ENNS将NNS的预测作为主观意见,并通过收集大量证据来学习这一功能。 然而,ENNE被训练成一个黑盒,而没有明确考虑数据及其不同根源的内在不确定性,例如,体重不稳定(例如,由于缺乏证据,不确定因素是广泛的证据)或混乱(例如,不确定因素是来自相互冲突的证据 ),NNWO(O-NO) 的不确定性与S-NWO的不确定性,我们用一个新的数据,我们用NWO-NO-NO的不确定性来证明一个新的数据。

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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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