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기술

컨포멀 위험 제어

컨포멀 위험 제어기술
영문명
Conformal risk control
자료 조건
보정 자료와 새 관측의 교환가능성
핵심 구조
상한이 있고 단조 감소하는 손실
보장
새 관측 손실의 기댓값 제한
컨포멀 위험 제어는 별도의 보정 자료로 예측 규칙의 보수성을 정해 새로운 관측에 대한 평균 손실을 제한하는 방법이다. 정답을 예측 집합에 포함하는 문제를 넘어, 집합이 커질수록 감소하는 손실을 다룬다.

예측 집합의 크기와 손실

여러 정답 표지가 있는 분류에서 후보를 더 많이 제시하면 정답을 빠뜨리는 비율은 줄어든다. 이처럼 보수성을 높일수록 손실이 증가하지 않는 규칙을 보정한다. 점수 모형은 미리 학습해 두고, 그 모형의 출력에 적용할 규칙을 보정 자료로 선택한다. 후보 수 증가에 따른 사용 부담까지 동시에 줄여 준다는 뜻은 아니다.

작은 표본을 보정하는 항

손실 상한을 B, 보정 표본 수를 n, 표본 평균 손실을 R̂ₙ(λ)라 하면 [nR̂ₙ(λ)+B]/(n+1)≤α를 만족하는 가장 덜 보수적인 λ를 고른다. 손실의 우연속성과 교환가능성, 가장 보수적인 규칙의 손실 조건 등이 필요하다. 조건을 만족하는 후보가 없으면 미리 정한 가장 보수적인 규칙을 사용한다.

직접 계산한 문턱 예제

손실이 0과 1 사이이고 보정 표본이 99개이며 목표 평균 손실이 0.1이라고 하자. 위 식은 99R̂₉₉+1≤10이므로 표본 평균 손실이 9/99 이하인 후보를 요구한다. 평균 손실 0.095인 후보는 0.1보다 작아도 보정 문턱을 넘는다. 평균 손실 0.08인 후보는 보정값이 0.0892여서 문턱 안에 들어온다. 이 계산만으로 자료 조건이 성립하는지는 판단할 수 없다.

평균 보장의 해석

보장은 보정 자료와 새 관측을 함께 반복해서 뽑을 때의 기댓값에 관한 것이다. 한 번 고정한 보정 자료에서 모든 집단이나 모든 입력의 손실이 목표 이하라는 주장은 아니다. 고확률 위험 제어와도 구별한다. 자료 분포가 달라지거나 손실의 단조성이 깨지면 기본 보장을 그대로 적용할 수 없다.

관련 문서

기댓값 / 표본평균근사 / 확률제약최적화 / 신뢰 수열 / 분류 (기계 학습) / 교환가능성