Aprendizado agnóstico sobre distribuições arbitrárias


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D{0,1}d×{0,1}Cf:{0,1}d→{0,1}f∈CO P T ( C , D ) = min f ∈ C e r r ( f , D )

err(f,D)=Pr(x,y)∼D[f(x)≠y]
OPT(C,D)=minf∈C err(f,D)
Digamos que um algoritmo A aprenda agnósticamente C sobre qualquer distribuição, se para qualquer D ele puder com probabilidade 2/3 encontrar uma função f tal que err(f,D)≤OPT(C,D)+ϵ , dado o tempo e um número de amostras de D que é delimitado por um polinômio em d e 1/ϵ .

Pergunta: Quais classes de funções C são conhecidas por serem aprendidas de forma agnóstica em distribuições arbitrárias?

Nenhuma aula é muito simples! Sei que nem mesmo conjunções monótonas são aprendidas de forma agnóstica sobre distribuições arbitrárias; portanto, só estou procurando classes de funções não triviais.


vale ressaltar, para os não iniciados, que o aprendizado agnóstico está focado no caso quando OPT (C, D)> 0 (ou seja, você tem a classe de hipótese errada
— Suresh Venkat

Bom ponto. No caso especial, quando OPT (C, D) = 0, esse é o aprendizado do PAC e é muito mais fácil. Para um aprendizado agnóstico, a garantia deve se manter, não importa o que seja OPT (C, D).
— Aaron Roth

Há também o caso "PAC com ruído de classificação" em que OPT (C, D)> 0, e mesmo que você tenha a classe de hipótese correta (configuração realizável), há algum erro porque os rótulos são aleatoriamente invertidos devido ao ruído ... gostaria que os nomes das diferentes configurações fossem menos confusos.
— Lev Reyzin

Isso parece aprendizagem agnóstico com um limite superior de OPT (C, D)
— Suresh Venkat

Não exatamente, porque o ruído não pode ser arbitrário no modelo de classificação de ruído. Portanto, se houver algum padrão de ruído contraditório que dificulte o aprendizado (ou encontre o minimizador de risco empírico) no modelo agnóstico, isso pode não ocorrer com frequência no modelo de ruído de classificação (ou seja, cai no parâmetro delta do PAC).
— Lev Reyzin

Respostas:


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Se nenhuma aula é muito simples, aqui estão algumas aulas aprendidas de forma agnóstica no PAC. Em resposta aos comentários, as classes com muitas hipóteses polinomialmente são riscadas:

  • árvores de decisão de profundidade constante (e outras classes com apenas várias hipóteses)
  • hiperplanos em (apenas hipóteses produzindo marcações distintas) O ( n 2 )R2O(n2)
  • uniões de intervalos (programação dinâmica)
  • paridade em alguns dos primeiros de bits (veja isto e isto )nlog⁡(k)log⁡log⁡(k)n
  • outras classes de hipóteses em configurações de baixa dimensão.

Praticamente tudo o mais é NP-Difícil de aprender (pelo menos adequadamente) de forma independente ao PAC.

O tutorial de Adam Kalai sobre aprendizado agnóstico também pode lhe interessar.


Obrigado. Portanto, árvores de decisão de profundidade constante, hiperplanos bidimensionais (presumo que as outras configurações de baixa dimensão a que você se refere) caem na categoria de ter apenas polinomialmente muitas funções, que podem ser aprendidas por exaustão. Paridades no log (k) bits do loglog (k) e uniões de intervalos são interessantes, pois contêm muitas funções superpolinomialmente. Existem outros como estes?
— Aaron Roth

Certo, embora existam infinitos hiperplanos em R ^ 2, apenas O (n ^ 2) escreveu a classificação dos pontos de dados de maneira diferente. Não conheço nenhuma outra classe interessante, mas se pensar / encontrar alguma, editarei minha resposta.
— Lev Reyzin

então você quer classes de dimensão VC ilimitadas?
— Suresh Venkat

dimensão VC ilimitada seria certamente interessante, mas grande finitos (para d fixa) classes já são extremamente interessante (e parecem ser raros)
— Aaron Roth

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@LevReyzin O link para as palestras do Kalai não está funcionando. Você poderia gentilmente consertar isso? Eu procurei na net, mas não consegui encontrar isso também.
— Anirbit 03/03
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