ベイズニューラルネットワーク:入門とサーベイ

arXiv stat.ML / 2026/4/7

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要点

  • この記事では、標準的(頻度主義的)ニューラルネットワークが予測の不確実性を明示的に推論できないという制約を解決する方法として、ベイズニューラルネットワーク(BNN)を紹介する。
  • BNNの実装方法に関する先駆的研究をサーベイし、ニューラルネットワークモデルにおける近似ベイズ推論のための、原理に基づくアプローチに焦点を当てる。
  • 異なる近似推論手法を比較し、それらが不確実性の推定と全体的な性能にどのように影響するかを評価する。
  • 現行手法におけるギャップを特定し、ベイズ近似とニューラルネットワークにおける推論を改善するための今後の研究の方向性を示す。

Abstract

ニューラルネットワーク(NN)は、コンピュータビジョン、音声認識、自然言語処理の領域にまたがる、検出、回帰、分類といった多くの困難な機械学習タスクに対して、最先端の結果を提供してきました。成功にもかかわらず、ニューラルネットワークは頻繁主義的(frequentist)な枠組みで実装されることが多く、そのため予測における不確実性について推論することができません。本記事では、ベイズニューラルネットワーク(BNN)と、それらの実装に関する先駆的な研究を紹介します。さまざまな近似推論手法を比較し、今後の研究が現在の手法をどこで改善できるのかを明らかにするために用います。