Deep neural networks (DNN) have outstanding performance in various applications. Despite numerous efforts of the research community, out-of-distribution (OOD) samples remain a significant limitation of DNN classifiers. The ability to identify previously unseen inputs as novel is crucial in safety-critical applications such as self-driving cars, unmanned aerial vehicles, and robots. Existing approaches to detect OOD samples treat a DNN as a black box and evaluate the confidence score of the output predictions. Unfortunately, this method frequently fails, because DNNs are not trained to reduce their confidence for OOD inputs. In this work, we introduce a novel method for OOD detection. Our method is motivated by theoretical analysis of neuron activation patterns (NAP) in ReLU-based architectures. The proposed method does not introduce a high computational overhead due to the binary representation of the activation patterns extracted from convolutional layers. The extensive empirical evaluation proves its high performance on various DNN architectures and seven image datasets.


翻译:深度神经网络(DNN)在各类应用中表现出卓越性能。尽管研究界付出了大量努力,分布外(OOD)样本仍是DNN分类器面临的重大局限。在安全关键型应用(如自动驾驶汽车、无人机和机器人)中,识别前所未见输入为新颖样本的能力至关重要。现有的OOD样本检测方法将DNN视为黑箱,并评估输出预测的置信度分数。遗憾的是,该方法常会失效,因为DNN并未被训练为对OOD输入降低置信度。本研究提出一种新颖的OOD检测方法。该方法受基于ReLU架构中神经元激活模式(NAP)理论分析的启发。由于从卷积层提取的激活模式采用二值表示,所提方法不会引入高计算开销。广泛的实证评估证明了该方法在各类DNN架构及七个图像数据集上的优异性能。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
34+阅读 · 2021年9月16日
专知会员服务
63+阅读 · 2020年3月4日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
【推荐】深度学习目标检测全面综述
机器学习研究会
21+阅读 · 2017年9月13日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
16+阅读 · 2022年11月1日
Arxiv
11+阅读 · 2022年9月1日
Generalized Out-of-Distribution Detection: A Survey
Arxiv
15+阅读 · 2021年10月21日
Arxiv
38+阅读 · 2021年8月31日
Principal Neighbourhood Aggregation for Graph Nets
Arxiv
17+阅读 · 2020年6月7日
VIP会员
最新内容
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
0+阅读 · 31分钟前
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:04
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
6+阅读 · 今天13:49
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
5+阅读 · 今天13:37
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
专知会员服务
5+阅读 · 今天13:11
战略前沿人工智能的再思考(中文)
专知会员服务
7+阅读 · 5月29日
《量化地基防空系统间接效应的博弈论方法》
专知会员服务
5+阅读 · 5月29日
相关VIP内容
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员