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[AI学术] 可扩展的 AI 不确定性量化:广义拉普拉斯主动子空间

发布于:2026-10-10 22:00 最后更新:2026-10-12 00:49
#AI #Machine Learning #Neural

可靠的不确定性量化(UQ)是将神经网络用于科学和高风险场景的前提,但对全部网络参数进行贝叶斯推断在计算上不可行。本文提出一种基于少量数据驱动曲率方向的低秩广义拉普拉斯近似。首先从通过经验损失定义的广义贝叶斯后验出发,在预训练权重附近构建局部高斯,限制在主动曲率子空间。保留子空间的后验方差可闭式求得,先验方差通过经验贝叶斯校准。广义贝叶斯框架允许比较两种后验尺度:标准尺度对应负对数似然之和,均值损失尺度则将经验损失除以样本数。核心发现是标准尺度导致后验方差随数据量 $n$ 收缩,在主导方向上表现尤为明显。对回归任务而言,这会迫使低秩模型额外保留弱曲率方向,以满足标定数据的覆盖率要求,但这些方向在非线性网络传播时会削弱预测区间的一致性,并使后验预测均值偏离预训练模型。相反,均值损失尺度得到更稳定、维度更低的主动子空间,能够生成校准且一致的置信区间。实验表明,广义拉普拉斯主动子空间是实现神经网络可扩展且可靠的 UQ 的实用路径。

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原文链接: https://arxiv.org/abs/2610.11738

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