論文の概要: Covariance Last-Layer Ensembles: Function-Space Diversity for Efficient Uncertainty Quantification
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.23856v2
- Date: Tue, 28 Jul 2026 15:09:18 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-29 14:13:57.673842
- Title: Covariance Last-Layer Ensembles: Function-Space Diversity for Efficient Uncertainty Quantification
- Title(参考訳): Covariance Last-Layer Ensembles: 効率的な不確実性定量化のための関数空間の多様性
- Abstract要約: Cov-LLEは、ウェイト・オルソノーマル性が不可能な関数空間の多様性を復元し、マッチした$K$は深いアンサンブルの多様性と校正の多くを回復する。
OCを最終層アンサンブルと見なすと、検出器を2軸の分類に整理する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.8803840644459077
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A Last-Layer Ensemble (LLE), $K$ linear units on one shared frozen feature map, is an efficient single-pass approach to the disagreement-based epistemic uncertainty for out-of-distribution (OOD) detection. Its weakness is that members share the backbone gradient and can converge toward the same function, collapsing the inter-member diversity the signal depends on. Whether last-layer diversity can be restored, and what mitigates the collapse, is an open question. The weight-orthonormality defining Orthonormal Certificates (OC), the weight-orthonormal special case of the LLE, is only an indirect correction; it decorrelates the weights of the members, not their predictions. Here, we instead target the collapse directly in function space, with a Covariance Last-Layer Ensemble (cov-LLE) that places a direct covariance penalty on member activations. Cov-LLE restores the function-space diversity that weight-orthonormality cannot, and at matched $K$ recovers much of the diversity and calibration of a deep ensemble at $1\times$ backbone cost (in-distribution prediction variance $0.05\!\to\!9.3$ vs. $22.1$ ($\times10^{-3}$), and ECE $0.135\!\to\!0.090$ vs. $0.035$, for a $K\times$-cost deep ensemble), at no cost to accuracy. Viewing OC as a last-layer ensemble also organizes detectors into a two-axis taxonomy (by how their units are trained and how their outputs are scored) and exposes the OC score as a magnitude, motivating a scale-invariant, label-free direction score that repairs its near-OOD failure, adding $+0.16$ to $+0.18$ ROC AUC on every backbone.
- Abstract(参考訳): Last-Layer Ensemble (LLE) は、1つの共有凍結特徴写像上の$K$リニアユニットであり、オフ・オブ・ディストリビューション(OOD)検出のための不一致に基づく疫学的不確実性に対する効率的なシングルパスアプローチである。
その弱点は、メンバーがバックボーン勾配を共有し、信号が依存するメンバー間の多様性を崩壊させ、同じ機能に向かって収束できることである。
最終層の多様性が回復可能か、崩壊を緩和するかは、未解決の問題である。
Orthonormal Certificates (OC) の定義するウェイト・オルソノーマル性(英語版)は、LLEのウェイト・オルソノーマル特別な場合であり、間接的な補正にすぎない。
ここでは、メンバの活性化に直接共分散ペナルティを与える共分散Last-Layer Ensemble (cov-LLE) を用いて、関数空間内での崩壊を直接ターゲットとする。
Cov-LLEは、ウェイト・オルソノーマル性が不可能な関数空間の多様性を復元し、マッチした$K$は、ディープアンサンブルの多様性とキャリブレーションの多くをバックボーンコスト$1\times$(分布予測分散$0.05\!
やれ!
9.3$ vs. 2.2.1$$\times10^{-3}$) と ECE $0.135\!
やれ!
0.090$ vs.0.035$、$K\times$-cost deep ensemble) は、正確さを犠牲にしない。
OCを最終層アンサンブルと見なすと、検出器を2軸の分類(ユニットの訓練方法と出力の計測方法)に整理し、OCスコアを大きさとして公開し、スケール不変でラベルなしの方向スコアを動機付け、約OODの故障を修復し、すべてのバックボーンに+0.16$から+0.18$ ROC AUCを加算する。
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