論文の概要: Risk-Calibrated Affective Speech Recognition via Conformal Coverage Guarantees: A Stochastic Calibrative Framework for Emergent Uncertainty Quantification

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.22712v1
• Date: Mon, 24 Mar 2025 12:26:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-01 19:35:56.721788
• Title: Risk-Calibrated Affective Speech Recognition via Conformal Coverage Guarantees: A Stochastic Calibrative Framework for Emergent Uncertainty Quantification
• Title（参考訳）: Conformal Coverage Guaranteesによるリスクキャリブレーション型感情音声認識:創発的不確実性定量化のための確率的キャリブレーションフレームワーク
• Authors: Zijun Jia,
• Abstract要約: 極端なドライバーの感情から生じる交通安全上の課題は、信頼できる感情認識システムに対する緊急の必要性を浮き彫りにする。 音声の感情認識における従来のディープラーニングアプローチは、過度に適合し、不適格な信頼推定に苦しむ。 本稿では,Mel-spectrogram 機能を利用したコンフォーマル予測(CP)とリスク制御を統合したフレームワークを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Traffic safety challenges arising from extreme driver emotions highlight the urgent need for reliable emotion recognition systems. Traditional deep learning approaches in speech emotion recognition suffer from overfitting and poorly calibrated confidence estimates. We propose a framework integrating Conformal Prediction (CP) and Risk Control,using Mel-spectrogram features processed through a pre-trained convolutional neural network. Our key innovation is the development of a nonconformity score that heuristically measures how closely a classifier's predictions align with given inputs. Through calibration samples, we compute this score and derive a statistically rigorous threshold based on user-specified risk level $\alpha$, constructing prediction sets with provable coverage guarantees ($\geq 1-\alpha$). The Risk Control framework enables task-specific adaptation through customizable loss functions, dynamically adjusting prediction set sizes while maintaining coverage guarantees. Cross-dataset experiments on IEMOCAP and TESS demonstrate: 1) Strict coverage guarantee, 2) Significant negative correlation between Average Prediction Set Size (APSS) and $\alpha$, revealing reduced model uncertainty under high-risk conditions. We further propose APSS as a novel metric for evaluating classification uncertainty. This approach enhances speech emotion recognition reliability, with direct applications in intelligent transportation systems and real-time emotion monitoring.
• Abstract（参考訳）: 極端なドライバーの感情から生じる交通安全上の課題は、信頼できる感情認識システムに対する緊急の必要性を浮き彫りにする。 音声の感情認識における従来のディープラーニングアプローチは、過度に適合し、不適格な信頼推定に苦しむ。 本稿では,事前学習した畳み込みニューラルネットワークによって処理されるメル・スペクトログラム機能を用いて,コンフォーマル予測(CP)とリスク制御を統合したフレームワークを提案する。 我々の重要な革新は、分類器の予測が与えられた入力とどの程度密接に一致しているかをヒューリスティックに測定する非整合性スコアの開発である。 キャリブレーションサンプルを用いて、このスコアを計算し、ユーザ指定リスクレベル$\alpha$に基づいて統計的に厳密な閾値を導出し、証明可能なカバレッジ保証付き予測セットを構築する(\geq 1-\alpha$)。 Risk Controlフレームワークは、カスタマイズ可能な損失関数を通じてタスク固有の適応を可能にし、カバレッジ保証を維持しながら予測セットのサイズを動的に調整する。 IEMOCAPとTESSのクロスデータセット実験が示す。 1)厳格なカバレッジ保証。 2) 平均予測セットサイズ (APSS) と$\alpha$ との間に有意な負の相関がみられた。 さらに,分類の不確実性を評価するための新しい指標としてAPSSを提案する。 このアプローチは、インテリジェントトランスポートシステムやリアルタイム感情モニタリングに直接適用することで、音声感情認識の信頼性を高める。

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