Ssylka

Когда Гессиан не нужен: альтернативный взгляд на оценку неопределенности в машинном обучении

Традиционные методы оценки неопределенности, использующие аппроксимацию Лапласа с вычислением Гессиана, часто оказываются ресурсозатратными и не всегда точными. Альтернативный подход, заменяющий Гессиан на единичную матрицу, может обеспечить более эффективное и точное определение неопределенности модели. Этот метод, получивший название Identity Curvature Laplace Approximation (ICLA), показывает сравнимые и даже лучшие результаты по сравнению с классическими методами аппроксимации Лапласа, а также некоторыми небайесовскими подходами, особенно в задачах обнаружения аномалий (out-of-distribution detection).
Когда Гессиан не нужен: альтернативный взгляд на оценку неопределенности в машинном обучении
Изображение носит иллюстративный характер

Аппроксимация Лапласа, использующая информацию о кривизне параметров модели (Гессиане), для оценки дисперсии распределения, является мощным инструментом в машинном обучении. Однако, вычисление Гессиана, требующее значительных вычислительных ресурсов, становится проблематичным для нейронных сетей с большим количеством параметров. Попытки аппроксимации Гессиана, такие как матрица Фишера или K-FAC, не всегда приводят к удовлетворительным результатам. В то же время, ICLA, использующий простую единичную матрицу вместо Гессиана, оказывается удивительно эффективным.

Исследования показали, что эффективность ICLA напрямую связана со сложностью данных, определяемой как средняя поклассовая косинусная близость кластеров эмбеддингов (MCCS). На датасетах с высокой разделимостью классов традиционная аппроксимация Лапласа работает хуже, чем ICLA. Это связано с тем, что Гессиан имеет спектральное распределение с длинным хвостом, что не соответствует структуре ковариации классов в таких данных. Таким образом, отказ от информации о кривизне (Гессиане) может не только ускорить вычисления, но и повысить точность оценки неопределенности.

В итоге, ICLA, заменяя Гессиан на единичную матрицу, демонстрирует значительное улучшение в оценке неопределенности модели, особенно на сложных данных с высокой разделимостью классов. Этот метод не только упрощает вычисления, но и позволяет создавать более безопасные и надежные системы машинного обучения, способные адекватно оценивать свою неуверенность в сложных и изменчивых условиях.


Новое на сайте

18842Стотысячный снимок Марса и новые открытия орбитального разведчика NASA 18841Почему кошки встречают мужчин гораздо громче и активнее, чем женщин? 18840Является ли Passwd ультимативным инструментом безопасности для организаций, работающих... 18839Археологические находки свидетельствуют о мирном сосуществовании зороастризма с... 18838Спецслужбы США и Эстонии нейтрализовали платформу web3adspanels для хищения банковских... 18837Способен ли новый материал M-rGO вытеснить традиционные аккумуляторы благодаря рекордной... 18836Почему более 100 000 серверов n8n оказались под угрозой полного захвата из-за критической... 18835Находка «ребенка из таунга»: открытие, навсегда изменившее представление об эволюции... 18834Визуальные итоги астрономического 2025 года: от межзвездной радуги до марсианских вулканов 18833Зачем кельты спрятали золотые подражания греческим монетам в швейцарском болоте 2300 лет... 18832Как нейробиология и физика переписывают древние философские споры о свободе воли, смысле... 18831Какую катастрофу скрывает уникальное массовое захоронение бронзового века на холме... 18830Сенсационное открытие ставит под сомнение роль Люси в эволюции человека 18829Новые волны атак через пакетные менеджеры npm и NuGet компрометируют WhatsApp и... 18828От бездомного подростка до автора самого популярного бизнес-видео на YouTube