Advanced classification algorithms are being increasingly used in safety-critical applications like health-care, engineering, etc. In such applications, miss-classifications made by ML algorithms can result in substantial financial or health-related losses. To better anticipate and prepare for such losses, the algorithm user seeks an estimate for the probability that the algorithm miss-classifies a sample. We refer to this task as the risk-assessment. For a variety of models and datasets, we numerically analyze the performance of different methods in solving the risk-assessment problem. We consider two solution strategies: a) calibration techniques that calibrate the output probabilities of classification models to provide accurate probability outputs; and b) a novel approach based upon the prediction interval generation technique of conformal prediction. Our conformal prediction based approach is model and data-distribution agnostic, simple to implement, and provides reasonable results for a variety of use-cases. We compare the different methods on a broad variety of models and datasets.


翻译:高级分类算法正日益广泛应用于医疗保健、工程等安全关键领域。在此类应用中,机器学习算法的误分类可能导致重大的经济损失或健康损害。为更好地预测和应对此类损失,算法使用者需要估计算法对样本进行误分类的概率。我们将此任务称为风险评估。针对多种模型和数据集,我们数值分析了不同方法在解决风险评估问题时的性能表现。我们考虑两种解决策略:a) 通过校准技术调整分类模型的输出概率以提供精确的概率输出;b) 基于保形预测的预测区间生成技术提出创新方法。我们提出的保形预测方法具有模型无关性与数据分布无关性,实现简单,且在多种应用场景中均能提供合理结果。我们在广泛的模型与数据集上对各类方法进行了比较分析。

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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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