We establish a polynomial sample complexity separation between symmetry-aware and symmetry-agnostic feature learning. We study growing-rank multi-index models with high-dimensional Gaussian covariates in $\mathbb{R}^d$ and $r=Θ(d^δ)$ teacher directions forming a cyclic symmetry orbit, where $0<δ<1/2$. We compare three ways of exploiting this structure: architectural weight sharing, data augmentation over the full symmetry group, and learning without access to the symmetry. In particular, we analyze a symmetry-tied convolutional network, an untied network, and the same untied network trained with full-group data augmentation, using spherical online SGD with correlation loss. For a class of polynomial links with information exponent $p\ge3$, we prove matching sample complexity bounds up to logarithmic factors: the tied and augmented learners achieve weak directional recovery in $\widetildeΘ(d^{p-1})$ samples, whereas the symmetry-agnostic learner requires $\widetildeΘ(rd^{p-1})$. For the pure quadratic Hermite link, the same separation holds for weak recovery of the teacher subspace, with sample complexities $\widetildeΘ(d)$ and $\widetildeΘ(rd)$, respectively. Thus, full-group data augmentation matches the sample efficiency of architectural weight sharing, and both provide a polynomial advantage over training without symmetry. For $p\ge3$, the proof reveals a two-stage mechanism: fluctuations at initialization select one direction in the teacher orbit, after which localized growth amplifies its overlap to the weak recovery scale while competing overlaps remain near their initialization scale.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

IEEE Proc.|基于知识图谱的少样本和零样本学习综述
专知会员服务
49+阅读 · 2024年2月2日
【NeurIPS2022】图谱视角下的图对比学习
专知会员服务
27+阅读 · 2022年10月9日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
论文浅尝 | 用于知识图中链接预测的嵌入方法 SimplE
开放知识图谱
24+阅读 · 2019年4月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
16+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
4+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
9+阅读 · 10月10日
相关VIP内容
IEEE Proc.|基于知识图谱的少样本和零样本学习综述
专知会员服务
49+阅读 · 2024年2月2日
【NeurIPS2022】图谱视角下的图对比学习
专知会员服务
27+阅读 · 2022年10月9日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
相关基金
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
16+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员