予測は変えず、信頼度を変える：ポストホック校正のための予測保存修復

要旨

事後較正は報告される信頼度を補正するが、多クラス較正器は対応するトップ1予測も変更し得る。精度（accuracy）は、こうした変更が正誤に与える正味の効果のみを捉え、予測がどれほど頻繁に変化するかを捉えない。トップ1予測変化率（TPCR）はその頻度を測定する。我々は、較正済み確率ベクトル全体を修復することにより、トップ1決定の厳密な保存を課す初の適合後アダプタであるCORD（Calibrator-Output Repair for Top-1 Decision Preservation）を提案する。CORDは、元の出力と較正済み出力のみから、元のトップ1に割り当てられた確率質量を決定する。較正済み条件付き分布は残りの質量を他のクラスに配分し、その結果得られる修復済みベクトルのargmaxは元の予測を回復する。較正用分割上では、CORDは、達成可能な場合には常に、較正済み出力が元の予測に割り当てた平均質量を保持するよう、修復済み質量を調整する。このアダプタは、適合済み較正器もその直接出力も変更せず、追加の教師付き写像を学習せず、ユーザーまたは検証によって調整されるハイパーパラメータも必要としない。CIFAR-10/100およびImageNet-1K全体において、CORDは構成上TPCRをゼロにし、すべてのデータセットで対応する直接出力と比較して平均ECE、NLL、ブライアスコアを低減する。この対応のある改善は、分布シフト下および較正セットのサイズを変えた場合でも持続する。したがってCORDは、較正器の適合から保存制約を除去し、元の決定の厳密な回復を後続の出力修復に委ねる。我々のコードはhttps://github.com/labhai/CORDで公開されている。

English

Post-hoc calibration corrects reported confidence, yet a multiclass calibrator can also change the associated top-1 prediction. Accuracy captures only the net effect of these changes on correctness, not how often predictions change; the Top-1 Prediction Change Rate (TPCR) instead measures this frequency. We propose Calibrator-Output Repair for Top-1 Decision Preservation (CORD), the first post-fit adapter to impose exact prediction preservation by repairing the full calibrated probability vector. From the original and calibrated outputs alone, CORD determines the mass assigned to the original top-1. The calibrated conditional distribution allocates the remaining mass over the other classes, yielding a repaired vector whose own argmax recovers the original prediction. On the calibration split, CORD coordinates the repaired masses to retain the calibrated outputs' mean mass on original predictions whenever attainable. The adapter alters neither the fitted calibrator nor its direct output, fits no additional supervised map, and requires no user- or validation-tuned hyperparameter. Across CIFAR-10/100 and ImageNet-1K, CORD attains zero TPCR by construction and lowers mean ECE, NLL, and Brier relative to the corresponding direct outputs in every dataset; paired gains persist under distribution shift and across calibration-set sizes. CORD thus removes the preservation constraint from calibrator fitting and assigns exact recovery of the original decision to subsequent output repair. Our code is available at https://github.com/labhai/CORD.