Deep ensembles perform better than a single network thanks to the diversity among their members. Recent approaches regularize predictions to increase diversity; however, they also drastically decrease individual members' performances. In this paper, we argue that learning strategies for deep ensembles need to tackle the trade-off between ensemble diversity and individual accuracies. Motivated by arguments from information theory and leveraging recent advances in neural estimation of conditional mutual information, we introduce a novel training criterion called DICE: it increases diversity by reducing spurious correlations among features. The main idea is that features extracted from pairs of members should only share information useful for target class prediction without being conditionally redundant. Therefore, besides the classification loss with information bottleneck, we adversarially prevent features from being conditionally predictable from each other. We manage to reduce simultaneous errors while protecting class information. We obtain state-of-the-art accuracy results on CIFAR-10/100: for example, an ensemble of 5 networks trained with DICE matches an ensemble of 7 networks trained independently. We further analyze the consequences on calibration, uncertainty estimation, out-of-distribution detection and online co-distillation.


翻译:由于其成员的多样性,最近的办法使预测标准化,以增加多样性;不过,它们也大幅度降低个别成员的业绩。在本文中,我们认为,深层集合的学习战略需要解决共同多样性和个体理解之间的权衡问题。我们借助信息理论的论据和利用对有条件的相互信息神经估计的最新进展,引入了一个新的培训标准,称为DICE:通过减少各功能间虚假的关联来增加多样性。主要想法是,从一对成员中提取的特征只能分享对目标类预测有用的信息,而不附带条件的冗余性。因此,除了信息瓶颈分类损失之外,我们还以对抗方式防止彼此附带条件的可预见性。我们设法减少同时出现的错误,同时保护阶级信息。我们从CIFAR-10/100获得最新准确性的结果:例如,由DICE培训的5个网络的组合与独立培训的7个网络的组合相匹配。我们进一步分析了校准、不确定性估计、超模版的检测和在线联结方面的后果。

0
下载
关闭预览

相关内容

【Google】平滑对抗训练,Smooth Adversarial Training
专知会员服务
49+阅读 · 2020年7月4日
知识图谱推理,50页ppt,Salesforce首席科学家Richard Socher
专知会员服务
111+阅读 · 2020年6月10日
【康奈尔大学】度量数据粒度,Measuring Dataset Granularity
专知会员服务
13+阅读 · 2019年12月27日
鲁棒机器学习相关文献集
专知
8+阅读 · 2019年8月18日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
笔记 | Deep active learning for named entity recognition
黑龙江大学自然语言处理实验室
24+阅读 · 2018年5月27日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Deep Co-Training for Semi-Supervised Image Segmentation
Arxiv
5+阅读 · 2018年1月30日
Arxiv
9+阅读 · 2018年1月4日
VIP会员
最新内容
综述 | 从问答到任务完成:Agent系统与Harness设计
专知会员服务
1+阅读 · 今天16:54
Agentic RL:框架、实践与长程智能体训练
专知会员服务
1+阅读 · 今天16:52
重新思考无人机时代的生存能力
专知会员服务
5+阅读 · 今天7:44
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:28
在人工智能加速决策环境中拓展OODA循环
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:18
军事欺骗:供作战战术指挥官使用的工具
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:03
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
6+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
10+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
5+阅读 · 6月23日
相关VIP内容
【Google】平滑对抗训练,Smooth Adversarial Training
专知会员服务
49+阅读 · 2020年7月4日
知识图谱推理,50页ppt,Salesforce首席科学家Richard Socher
专知会员服务
111+阅读 · 2020年6月10日
【康奈尔大学】度量数据粒度,Measuring Dataset Granularity
专知会员服务
13+阅读 · 2019年12月27日
相关资讯
鲁棒机器学习相关文献集
专知
8+阅读 · 2019年8月18日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
笔记 | Deep active learning for named entity recognition
黑龙江大学自然语言处理实验室
24+阅读 · 2018年5月27日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员