Stochastically Extended Adversarial (SEA) model is introduced by Sachs et al. [2022] as an interpolation between stochastic and adversarial online convex optimization. Under the smoothness condition, they demonstrate that the expected regret of optimistic follow-the-regularized-leader (FTRL) depends on the cumulative stochastic variance $\sigma_{1:T}^2$ and the cumulative adversarial variation $\Sigma_{1:T}^2$ for convex functions. They also provide a slightly weaker bound based on the maximal stochastic variance $\sigma_{\max}^2$ and the maximal adversarial variation $\Sigma_{\max}^2$ for strongly convex functions. Inspired by their work, we investigate the theoretical guarantees of optimistic online mirror descent (OMD) for the SEA model. For convex and smooth functions, we obtain the same $\mathcal{O}(\sqrt{\sigma_{1:T}^2}+\sqrt{\Sigma_{1:T}^2})$ regret bound, without the convexity requirement of individual functions. For strongly convex and smooth functions, we establish an $\mathcal{O}(\min\{\log (\sigma_{1:T}^2+\Sigma_{1:T}^2), (\sigma_{\max}^2 + \Sigma_{\max}^2) \log T\})$ bound, better than their $\mathcal{O}((\sigma_{\max}^2 + \Sigma_{\max}^2) \log T)$ bound. For \mbox{exp-concave} and smooth functions, we achieve a new $\mathcal{O}(d\log(\sigma_{1:T}^2+\Sigma_{1:T}^2))$ bound. Owing to the OMD framework, we can further extend our result to obtain dynamic regret guarantees, which are more favorable in non-stationary online scenarios. The attained results allow us to recover excess risk bounds of the stochastic setting and regret bounds of the adversarial setting, and derive new guarantees for many intermediate scenarios.


翻译:Sachs等人[2022]提出的随机扩展对抗(SEA)模型是随机在线凸优化与对抗在线凸优化之间的插值模型。在光滑性条件下,他们证明乐观后正则化领导(FTRL)方法在凸函数上的期望遗憾依赖于累积随机方差$\sigma_{1:T}^2$和累积对抗变异$\Sigma_{1:T}^2$。对于强凸函数,他们基于最大随机方差$\sigma_{\max}^2$和最大对抗变异$\Sigma_{\max}^2$给出了一个稍弱的上界。受其工作启发,我们研究了乐观在线镜像下降(OMD)方法在SEA模型上的理论保证。对于凸光滑函数,我们在不要求单个函数凸性的条件下得到了相同的$\mathcal{O}(\sqrt{\sigma_{1:T}^2}+\sqrt{\Sigma_{1:T}^2})$遗憾上界。对于强凸光滑函数,我们建立了$\mathcal{O}(\min\{\log (\sigma_{1:T}^2+\Sigma_{1:T}^2), (\sigma_{\max}^2 + \Sigma_{\max}^2) \log T\})$上界,优于其$\mathcal{O}((\sigma_{\max}^2 + \Sigma_{\max}^2) \log T)$上界。对于指数凹光滑函数,我们获得了新的$\mathcal{O}(d\log(\sigma_{1:T}^2+\Sigma_{1:T}^2))$上界。得益于OMD框架,我们进一步将结果推广至动态遗憾保证,这在非平稳在线场景中更具优势。所得结果能够恢复随机设置下的超额风险上界和对抗设置下的遗憾上界,并为众多中间场景推导出新的理论保证。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
26+阅读 · 2021年4月2日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12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
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
0+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
1+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8月18日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
23+阅读 · 2021年12月19日
Adversarial Mutual Information for Text Generation
Arxiv
13+阅读 · 2020年6月30日
A Modern Introduction to Online Learning
Arxiv
21+阅读 · 2019年12月31日
Adversarial Transfer Learning
Arxiv
12+阅读 · 2018年12月6日
VIP会员
最新内容
马赛克战:俄乌战场透析
专知会员服务
3+阅读 · 今天4:12
《利用人工智能增强军事决策》
专知会员服务
0+阅读 · 今天4:09
《自动机器学习在军事数据耕耘法中的应用》
专知会员服务
1+阅读 · 今天4:02
为何指挥所生存能力要求范式转变
专知会员服务
0+阅读 · 今天3:54
打造“新蛛网”模式与高科技动员
专知会员服务
0+阅读 · 今天3:33
“蛛网”行动一周年:远程无人机战争
专知会员服务
0+阅读 · 今天3:23
【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
8+阅读 · 6月9日
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
6+阅读 · 6月9日
相关资讯
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
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
0+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
1+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8月18日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009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