Deep Learning (DL) has been widely adopted in diverse industrial domains, including autonomous driving, intelligent healthcare, and aided programming. Like traditional software, DL systems are also prone to faults, whose malfunctioning may expose users to significant risks. Consequently, numerous approaches have been proposed to address these issues. In this paper, we conduct a large-scale empirical study on 16 state-of-the-art DL model fixing approaches, spanning model-level, layer-level, and neuron-level categories, to comprehensively evaluate their performance. We assess not only their fixing effectiveness (their primary purpose) but also their impact on other critical properties, such as robustness, fairness, and backward compatibility. To ensure comprehensive and fair evaluation, we employ a diverse set of datasets, model architectures, and application domains within a uniform experimental setup for experimentation. We summarize several key findings with implications for both industry and academia. For example, model-level approaches demonstrate superior fixing effectiveness compared to others. No single approach can achieve the best fixing performance while improving accuracy and maintaining all other properties. Thus, academia should prioritize research on mitigating these side effects. These insights highlight promising directions for future exploration in this field.


翻译:深度学习(DL)已广泛应用于自动驾驶、智能医疗和辅助编程等众多工业领域。与传统软件类似,深度学习系统同样容易出现故障,其功能失常可能使用户面临重大风险。因此,已有大量方法被提出以解决这些问题。本文对16种最先进的深度学习模型修复方法进行了大规模实证研究,涵盖模型级、层级和神经元级类别,以全面评估其性能。我们不仅评估了它们的修复有效性(其主要目的),还评估了它们对其他关键属性(如鲁棒性、公平性和向后兼容性)的影响。为确保评估的全面性和公平性,我们在统一的实验设置中采用了多样化的数据集、模型架构和应用领域进行实验。我们总结了几项对工业界和学术界均具有启示意义的关键发现。例如,模型级方法在修复有效性方面优于其他方法。目前尚无单一方法能够在提高准确性的同时实现最佳修复性能并保持所有其他属性。因此,学术界应优先研究如何减轻这些副作用。这些见解凸显了该领域未来探索的潜在方向。

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