Many machine learning problems require performing dataset valuation, i.e. to quantify the incremental gain, to some relevant pre-defined utility, of aggregating an individual dataset to others. As seminal examples, dataset valuation has been leveraged in collaborative and federated learning to create incentives for data sharing across several data owners. The Shapley value has recently been proposed as a principled tool to achieve this goal due to formal axiomatic justification. Since its computation often requires exponential time, standard approximation strategies based on Monte Carlo integration have been considered. Such generic approximation methods, however, remain expensive in some cases. In this paper, we exploit the knowledge about the structure of the dataset valuation problem to devise more efficient Shapley value estimators. We propose a novel approximation of the Shapley value, referred to as discrete uniform Shapley (DU-Shapley) which is expressed as an expectation under a discrete uniform distribution with support of reasonable size. We justify the relevancy of the proposed framework via asymptotic and non-asymptotic theoretical guarantees and show that DU-Shapley tends towards the Shapley value when the number of data owners is large. The benefits of the proposed framework are finally illustrated on several dataset valuation benchmarks. DU-Shapley outperforms other Shapley value approximations, even when the number of data owners is small.


翻译:许多机器学习问题需要执行数据集估值,即量化将某个个体数据集添加到其他数据集时,对相关预定义效用的增量增益。作为开创性示例,数据集估值已应用于协作学习和联邦学习,以激励多个数据所有者之间的数据共享。由于具有形式化的公理基础,夏普利值近期被提出作为实现该目标的原则性工具。由于其计算通常需要指数级时间,基于蒙特卡洛积分的标准近似策略已被采用。然而,在某些情况下,这种通用近似方法仍然成本高昂。本文利用数据集估值问题的结构知识,设计更高效的夏普利值估计器。我们提出一种新的夏普利值近似方法,称为离散均匀夏普利(DU-Shapley),其表示为在支撑集规模合理的离散均匀分布下的期望。通过渐近与非渐近理论保证,我们证明了所提框架的合理性,并表明当数据所有者数量较大时,DU-Shapley趋近于夏普利值。最后,在多个数据集估值基准上验证了所提框架的优势。即使数据所有者数量较少,DU-Shapley仍优于其他夏普利值近似方法。

0
下载
关闭预览

相关内容

NeurlPS 2022 | 自然语言处理相关论文分类整理
专知会员服务
51+阅读 · 2022年10月2日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11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
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18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
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
【推荐】自然语言处理(NLP)指南
机器学习研究会
35+阅读 · 2017年11月17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
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014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 · 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 · 2012年12月31日
VIP会员
最新内容
“蛛网”行动一周年:远程无人机战争
专知会员服务
0+阅读 · 14分钟前
加沙、乌克兰和伊朗冲突:人工智能如何改变冲突
【剑桥博士论文】智能体-环境协同优化
专知会员服务
5+阅读 · 6月9日
为初级军官战术训练设计生成式人工智能平台
专知会员服务
7+阅读 · 6月9日
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
5+阅读 · 6月9日
《美空军条令出版物 4-0,维持》
专知会员服务
5+阅读 · 6月9日
《基于仿真的空军任务规划优化》
专知会员服务
4+阅读 · 6月9日
相关VIP内容
NeurlPS 2022 | 自然语言处理相关论文分类整理
专知会员服务
51+阅读 · 2022年10月2日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
相关资讯
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
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18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
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
【推荐】自然语言处理(NLP)指南
机器学习研究会
35+阅读 · 2017年11月17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
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014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 · 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 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员