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Avançada


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Título: GRADVEC: EXPLORANDO O ESPAÇO DE GRADIENTE PARA MELHORAR A DETECÇÃO DE AMOSTRAS FORA DA DISTRIBUIÇÃO EM DEEP LEARNING
Autor: THIAGO MEDEIROS CARVALHO
Instituição: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO - PUC-RIO
Colaborador(es):  MARLEY MARIA BERNARDES REBUZZI VELLASCO - ORIENTADOR
JOSE FRANCO MACHADO DO AMARAL - COORIENTADOR

Nº do Conteudo: 71193
Catalogação:  23/06/2025 Liberação: 12/05/2026 Idioma(s):  INGLÊS - ESTADOS UNIDOS
Tipo:  TEXTO Subtipo:  TESE
Natureza:  PUBLICAÇÃO ACADÊMICA
Nota:  Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]:  https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=71193&idi=1
Referência [en]:  https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=71193&idi=2

Resumo:
Desenvolver modelos de Deep Learning no mundo real requer algumas atenções que geralmente não são consideradas durante o treinamento. Em tais cenários, onde não é possível controlar a informação consumida pelo modelo, é importante que o modelo consiga identificar quando uma amostra não pertence a nenhuma das classes conhecidas. Essa capacidade do modelo é incluída usando métodos para detecção de amostras fora da distribuição (OOD), técnica cujo objetivo é distinguir amostras de classes desconhecidas em relação às classes conhecidas. Esses métodos geralmente dependem de características intermediárias ou de saída para calcular os scores para desconhecimento, mas o espaço do gradiente ainda é pouco explorado para essa tarefa por conta de sua maior complexidade na geração de uma representação do gradiente mais adequado. Entretanto, o espaço do gradiente geralmente traz uma representação mais rica em relação ao conhecimento ou desconhecimento do modelo em relação à saída esperada para a amostra de entrada, que é totalmente aderente ao que é esperado para uma tarefa de OOD detection. Com base nesta ideia, este trabalho propõe uma nova família de métodos usando características de gradiente, denominada GradVec, usando o vetor de gradiente como representação de entrada para diferentes métodos de detecção OOD. A ideia principal é que o gradiente do modelo apresenta, de maneira mais informativa, o conhecimento de que uma amostra pertence a uma classe conhecida, podendo distinguir das outras desconhecidas. Os métodos GradVec não alteram o procedimento de treinamento do modelo e nenhum dado adicional é necessário para ajustar o detector OOD, e pode ser usado em qualquer modelo pré-treinado. A abordagem foi avaliada em diferentes tarefas, como classificação de imagens, classificação de texto e segmentação semântica. Nossa abordagem apresenta resultados superiores em diferentes cenários para detecção OOD na classificação de imagens e análise de sentimento, reduzindo a FPR95 em 88,17 por cento e 56,91 por cento, respectivamente.

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