In safety-critical applications such as medical imaging and autonomous driving, where decisions have profound implications for patient health and road safety, it is imperative to maintain both high adversarial robustness to protect against potential adversarial attacks and reliable uncertainty quantification in decision-making. With extensive research focused on enhancing adversarial robustness through various forms of adversarial training (AT), a notable knowledge gap remains concerning the uncertainty inherent in adversarially trained models. To address this gap, this study investigates the uncertainty of deep learning models by examining the performance of conformal prediction (CP) in the context of standard adversarial attacks within the adversarial defense community. It is first unveiled that existing CP methods do not produce informative prediction sets under the commonly used $l_{\infty}$-norm bounded attack if the model is not adversarially trained, which underpins the importance of adversarial training for CP. Our paper next demonstrates that the prediction set size (PSS) of CP using adversarially trained models with AT variants is often worse than using standard AT, inspiring us to research into CP-efficient AT for improved PSS. We propose to optimize a Beta-weighting loss with an entropy minimization regularizer during AT to improve CP-efficiency, where the Beta-weighting loss is shown to be an upper bound of PSS at the population level by our theoretical analysis. Moreover, our empirical study on four image classification datasets across three popular AT baselines validates the effectiveness of the proposed Uncertainty-Reducing AT (AT-UR).


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这是第25届年度会议,讨论有约束计算的所有方面,包括理论、算法、环境、语言、模型、系统和应用,如决策、资源分配、调度、配置和规划。为了纪念25周年,吉恩·弗洛伊德创作了一本“虚拟卷”来庆祝这个系列会议。信息可以在这里找到。约束编程协会有本系列中以前的会议列表。CP 2019计划将包括展示关于约束技术的高质量科学论文。除了通常的技术轨道外,CP 2019年会议还将有主题轨道。每个赛道都有一个专门的小组委员会,以确保有能力的评审员将审查这些领域的人提交的论文。 官网链接:https://cp2019.a4cp.org/index.html
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