Contents Abstract iii Beknopte samenvatting v List of Abbreviations xii Contents xiii List of Figures xix List of Tables xxv 1 Introduction 1.1 Research Context . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2 Problem Statement and Questions . . . . . . . . . . . . 1.2.1 Reliable and Robust Deep Learning . . . . . . . 1.2.2 Realistic and Efficient Document Understanding 1.3 Outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 6 6 7 9 2 Fundamentals 2.1 Statistical Learning . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.1 Neural Networks . . . . . . . . . . . . . 2.1.2 Probabilistic Evaluation . . . . . . . . . 2.1.3 Architectures . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.3.1 Convolutional Neural Networks 2.1.3.2 Language Neural Networks . . 2.1.3.3 Transformer Network . . . . . 2.2 Reliability and Robustness . . . . . . . . . . . . 2.2.1 Generalization and Adaptation . . . . . 2.2.2 Confidence Estimation . . . . . . . . . . 2.2.3 Evaluation Metrics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 12 14 15 16 17 18 19 21 22 23 24 xiii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .