This paper presents a novel holistic deep learning framework that simultaneously addresses the challenges of vulnerability to input perturbations, overparametrization, and performance instability from different train-validation splits. The proposed framework holistically improves accuracy, robustness, sparsity, and stability over standard deep learning models, as demonstrated by extensive experiments on both tabular and image data sets. The results are further validated by ablation experiments and SHAP value analysis, which reveal the interactions and trade-offs between the different evaluation metrics. To support practitioners applying our framework, we provide a prescriptive approach that offers recommendations for selecting an appropriate training loss function based on their specific objectives. All the code to reproduce the results can be found at https://github.com/kimvc7/HDL.


翻译:本文提出了一種新穎的全視角深度學習框架,同時解決了面對不同訓練-驗證切分時的脆弱性、過參數化和性能不穩定等挑戰。所提出的框架全面提升了標準深度學習模型的準確性、韌性、稀疏性和穩定性,在表格和圖像數據集上通過廣泛實驗得到驗證。文中進一步透過消融實驗和SHAP 評估值分析來驗證結果,揭示了不同評估指標之間的互動和權衡。為了支持將我們的框架應用於實踐,提供了一種建議方案,以選擇適當的訓練損失函數,以滿足其特定目標。所有復現結果的代碼都可以在 https://github.com/kimvc7/HDL 上找到。

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