Conocimiento Bóveda 6 /77 - ICML 2022
Conjuntos de Predicción Conformal Estables
Eugene Ndiaye
< Imagen del Resumen >

Gráfico de Conceptos & Resumen usando Claude 3.5 Sonnet | Chat GPT4o | Llama 3:

graph LR classDef conformal fill:#f9d4d4, font-weight:bold, font-size:14px classDef stability fill:#d4f9d4, font-weight:bold, font-size:14px classDef methods fill:#d4d4f9, font-weight:bold, font-size:14px classDef experiments fill:#f9f9d4, font-weight:bold, font-size:14px A["Conjuntos de Predicción
Conformal Estables"] --> B["Predicción
Conformal"] A --> C["Estabilidad
y
Límites"] A --> D["Métodos
y
Técnicas"] A --> E["Experimentos
y
Resultados"] B --> B1["Construye intervalos de
predicción con
cobertura. 1"] B --> B2["Distribución de datos
invariante bajo
permutaciones. 2"] B --> B3["Cobertura garantizada
sin suposiciones de
distribución. 3"] B --> B4["Conjuntos conformales
exactos inviables. 4"] B --> B5["Combina predicción
conformal y
estabilidad. 6"] B --> B6["Requiere solo
un ajuste de
modelo. 7"] C --> C1["Cambios de predicción con
perturbaciones de
datos. 5"] C --> C2["Pequeños cambios en los datos,
pequeños cambios en la
predicción. 10"] C --> C3["Condición de regularidad
para límites de
estabilidad. 20"] C --> C4["Concepto de teoría de
optimización para
estabilidad. 21"] C --> C5["Desafío de estimar
límites para
modelos. 30"] C --> C6["Preserva garantías de
cobertura de predicción
conformal. 9"] D --> D1["Usa todos los datos
para
entrenamiento. 8"] D --> D2["Mide la no conformidad de
una predicción. 11"] D --> D3["Cuantifica el ajuste de la
predicción con
los datos. 12"] D --> D4["Asume conocimiento de la
variable
objetivo. 14"] D --> D5["Aproxima predicciones
entre puntos
conocidos. 17"] D --> D6["Aproximaciones más ajustadas
de conjuntos
conformales. 18"] E --> E1["Método de optimización
iterativa. 22"] E --> E2["Red neuronal
en
experimentos. 23"] E --> E3["Método de aprendizaje
en conjunto en
experimentos. 24"] E --> E4["Experimentos con datos
del mundo real. 28"] E --> E5["Experimentos controlados
con datos
artificiales. 29"] E --> E6["Tiempo de ejecución relativo
al
método base. 27"] class A,B,B1,B2,B3,B4,B5,B6 conformal class C,C1,C2,C3,C4,C5,C6 stability class D,D1,D2,D3,D4,D5,D6 methods class E,E1,E2,E3,E4,E5,E6 experiments

Resumen:

1.- Predicción Conformal: Un método para construir intervalos de predicción con cobertura garantizada asumiendo intercambiabilidad de datos.

2.- Intercambiabilidad: Suposición de que la distribución conjunta de los puntos de datos es invariante bajo permutaciones.

3.- Garantía de Cobertura: Los conjuntos de predicción conformal tienen cobertura garantizada para tamaños de muestra finitos sin suposiciones de distribución.

4.- Desafío Computacional: Calcular conjuntos conformales exactos es a menudo inviable, especialmente para salidas continuas.

5.- Límites de Estabilidad: Límites sobre cuánto cambian las predicciones de un modelo cuando los datos de entrada se perturban ligeramente.

6.- Predicción Conformal Estable (stabCP): Método propuesto que combina predicción conformal con límites de estabilidad.

7.- Ajuste de Modelo Único: stabCP requiere ajustar el modelo solo una vez, a diferencia de otros métodos que requieren múltiples ajustes.

8.- Sin División de Datos: stabCP utiliza todos los datos para el entrenamiento, a diferencia de los métodos conformales divididos.

9.- Cobertura Mantenida: stabCP preserva las garantías de cobertura de la predicción conformal estándar.

10.- Estabilidad Algorítmica: Suposición de que pequeños cambios en los datos de entrada llevan a pequeños cambios en las predicciones del modelo.

11.- Función de Puntuación: Mide la no conformidad de una predicción, utilizada para construir conjuntos conformales.

12.- Medida de Conformidad: Cuantifica qué tan bien se ajusta una predicción candidata con los datos observados.

13.- Tipicidad: Medida de cuán típica es una predicción candidata en comparación con los datos observados.

14.- Conjunto de Predicción Oráculo: Conjunto de referencia que asume conocimiento de la variable objetivo desconocida.

15.- Predicción Conformal Dividida: Método que utiliza la división de datos para separar los pasos de ajuste del modelo y calibración.

16.- Enfoque de Búsqueda de Raíces: Método para calcular conjuntos conformales aproximando raíces de la función de conformidad.

17.- Interpolación: Técnica para aproximar las predicciones del modelo entre puntos conocidos.

18.- Aproximación por Lotes: Uso de múltiples puntos candidatos para obtener aproximaciones más ajustadas de conjuntos conformales.

19.- Optimización Convexa: Clase de problemas para los cuales los límites de estabilidad son a menudo más fáciles de derivar.

20.- Continuidad de Lipschitz: Condición de regularidad en funciones, a menudo asumida para derivar límites de estabilidad.

21.- Dualidad: Concepto de la teoría de optimización utilizado para derivar algunos límites de estabilidad.

22.- Descenso de Gradiente Estocástico: Método de optimización iterativa a menudo utilizado en aprendizaje automático.

23.- Perceptrón Multicapa: Tipo de red neuronal utilizada en experimentos.

24.- Aumento de Gradiente: Método de aprendizaje en conjunto utilizado en experimentos.

25.- Cobertura Empírica: Porcentaje de veces que un conjunto de predicción contiene el valor verdadero en experimentos.

26.- Longitud del Intervalo de Confianza: Medida de la precisión de un conjunto de predicción.

27.- Eficiencia Computacional: Medida por el tiempo de ejecución relativo a un método base.

28.- Conjuntos de Datos Reales: Experimentos realizados en varios conjuntos de datos del mundo real para evaluar el rendimiento del método.

29.- Conjuntos de Datos Sintéticos: Datos generados artificialmente utilizados para experimentos controlados.

30.- Estimación de Límites de Estabilidad: Desafío de estimar con precisión los límites de estabilidad para modelos complejos.

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