Decision makers may suffer from uncertainty induced by limited data. This may be mitigated by accounting for epistemic uncertainty, which is however challenging to estimate efficiently for large neural networks. To this extent we investigate Delta Variances, a family of algorithms for epistemic uncertainty quantification, that is computationally efficient and convenient to implement. It can be applied to neural networks and more general functions composed of neural networks. As an example we consider a weather simulator with a neural-network-based step function inside -- here Delta Variances empirically obtain competitive results at the cost of a single gradient computation. The approach is convenient as it requires no changes to the neural network architecture or training procedure. We discuss multiple ways to derive Delta Variances theoretically noting that special cases recover popular techniques and present a unified perspective on multiple related methods. Finally we observe that this general perspective gives rise to a natural extension and empirically show its benefit.


翻译:决策者可能会因数据有限而产生的不确定性而受到影响。通过考虑认知不确定性可以缓解这一问题,但对于大型神经网络而言,高效估计认知不确定性具有挑战性。为此,我们研究了Delta方差——一种用于认知不确定性量化的算法族,该算法计算高效且易于实现。它可应用于神经网络以及由神经网络组成的更一般函数。作为示例,我们考虑一个内部包含基于神经网络阶跃函数的天气模拟器——在此场景下,Delta方差以单次梯度计算为代价,在经验上取得了具有竞争力的结果。该方法的便利之处在于无需改变神经网络架构或训练流程。我们从理论上探讨了推导Delta方差的多种方式,指出其特例可恢复流行的技术,并呈现了多种相关方法的统一视角。最后,我们观察到这一通用视角自然衍生出一种扩展方法,并通过实验证明了其优势。

0
下载
关闭预览

相关内容

【博士论文】小型和大型模型的不确定性估计
专知会员服务
21+阅读 · 2025年7月11日
【COLING2022教程】自然语言处理的不确定性估计教程
专知会员服务
31+阅读 · 2022年10月17日
【斯坦福2021新书】决策算法,694页pdf阐述不确定性决策
专知会员服务
264+阅读 · 2021年1月27日
「PPT」深度学习中的不确定性估计
专知
27+阅读 · 2019年7月20日
你的算法可靠吗? 神经网络不确定性度量
专知
40+阅读 · 2019年4月27日
用模型不确定性理解模型
论智
11+阅读 · 2018年9月5日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
FCS 论坛 | 孟德宇:误差建模原理
FCS
15+阅读 · 2017年8月17日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
8+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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 4月3日
Arxiv
10+阅读 · 2024年3月11日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
8+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
10+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
8+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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员