This paper discusses the estimation of the generalization gap, the difference between generalization performance and training performance, for overparameterized models including neural networks. We first show that a functional variance, a key concept in defining a widely-applicable information criterion, characterizes the generalization gap even in overparameterized settings where a conventional theory cannot be applied. As the computational cost of the functional variance is expensive for the overparameterized models, we propose an efficient approximation of the function variance, the Langevin approximation of the functional variance (Langevin FV). This method leverages only the $1$st-order gradient of the squared loss function, without referencing the $2$nd-order gradient; this ensures that the computation is efficient and the implementation is consistent with gradient-based optimization algorithms. We demonstrate the Langevin FV numerically by estimating the generalization gaps of overparameterized linear regression and non-linear neural network models, containing more than a thousand of parameters therein.


翻译:本文讨论了过参数化模型(包括神经网络)的泛化差距估计问题,即泛化性能与训练性能之差。我们首先证明,泛函方差——这一定义广泛适用信息准则的关键概念——即使在传统理论无法适用的过参数化设置下,也能刻画泛化差距。由于泛函方差在过参数化模型中的计算成本较高,我们提出了一种高效的泛函方差近似方法,即朗之万泛函方差近似(Langevin FV)。该方法仅利用平方损失函数的一阶梯度,无需参考二阶梯度;这确保了计算的高效性,且实现方式与基于梯度的优化算法保持一致。我们通过数值实验展示了Langevin FV的有效性,分别对包含超过一千个参数的过参数化线性回归和非线性神经网络模型的泛化差距进行了估计。

0
下载
关闭预览

相关内容

【Google】平滑对抗训练,Smooth Adversarial Training
专知会员服务
49+阅读 · 2020年7月4日
浅聊对比学习(Contrastive Learning)
极市平台
3+阅读 · 2022年7月26日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
19篇ICML2019论文摘录选读!
专知
28+阅读 · 2019年4月28日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月10日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月9日
Arxiv
85+阅读 · 2022年7月16日
VIP会员
最新内容
从采集到决策:美军视角下的战术情报范式重构
专知会员服务
1+阅读 · 今天2:42
《履带式无人地面战车技术发展现状》
专知会员服务
2+阅读 · 今天1:46
《无人机脆弱性利用:网络空间力量的新域》
专知会员服务
2+阅读 · 8月1日
美空军如何将人工智能从战场部署至后方机关
专知会员服务
11+阅读 · 7月31日
《史诗怒火行动:多域前瞻评估》49页报告
专知会员服务
7+阅读 · 7月31日
《英国防部:未来空战系统数字化战略》33页
专知会员服务
5+阅读 · 7月31日
《面向自主飞行网络的智能体人工智能架构》
专知会员服务
7+阅读 · 7月31日
相关VIP内容
【Google】平滑对抗训练,Smooth Adversarial Training
专知会员服务
49+阅读 · 2020年7月4日
相关资讯
浅聊对比学习(Contrastive Learning)
极市平台
3+阅读 · 2022年7月26日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
19篇ICML2019论文摘录选读!
专知
28+阅读 · 2019年4月28日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员