It is by now well-established that modern over-parameterized models seem to elude the bias-variance tradeoff and generalize well despite overfitting noise. Many recent works attempt to analyze this phenomenon in the relatively tractable setting of kernel regression. However, as we argue in detail, most past works on this topic either make unrealistic assumptions, or focus on a narrow problem setup. This work aims to provide a unified theory to upper bound the excess risk of kernel regression for nearly all common and realistic settings. Specifically, we provide rigorous bounds that hold for common kernels and for any amount of regularization, noise, any input dimension, and any number of samples. Furthermore, we provide relative perturbation bounds for the eigenvalues of kernel matrices, which may be of independent interest. These reveal a self-regularization phenomenon, whereby a heavy tail in the eigendecomposition of the kernel provides it with an implicit form of regularization, enabling good generalization. When applied to common kernels, our results imply benign overfitting in high input dimensions, nearly tempered overfitting in fixed dimensions, and explicit convergence rates for regularized regression. As a by-product, we obtain time-dependent bounds for neural networks trained in the kernel regime.


翻译:如今已明确,现代过参数化模型似乎超越了偏差-方差权衡,并在过拟合噪声的情况下仍能良好泛化。近期许多研究尝试在相对易处理的核回归框架下分析这一现象。然而,正如我们将详细论证的,以往该主题的大多数工作要么做出不切实际的假设,要么聚焦于狭窄的问题设定。本研究旨在提供统一的理论框架,以在几乎所有常见且现实的设定下给出核回归超额风险的上界。具体而言,我们给出了严格界,这些界适用于常见核函数、任意正则化强度、任意噪声水平、任意输入维度及任意样本数量。此外,我们还提供了核矩阵特征值的相对扰动界,这一结果可能具有独立价值。这些界揭示了一种自正则化现象:核函数特征分解中的重尾会为其提供隐式正则化形式,从而促进良好的泛化。当应用于常见核函数时,我们的结果意味着高输入维度下的良性过拟合、固定维度下的近似温和过拟合,以及正则化回归的显式收敛速率。作为副产品,我们还获得了核机制下训练的神经网络的时变界。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17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
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
0+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
2+阅读 · 2015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
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
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月13日
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月12日
Arxiv
18+阅读 · 2019年3月28日
A Survey on Deep Learning for Named Entity Recognition
Arxiv
73+阅读 · 2018年12月22日
VIP会员
最新内容
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
5+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
5+阅读 · 6月15日
俄乌战场地面机器人如何改写战争规则
专知会员服务
9+阅读 · 6月14日
《无人水面艇文献综述与结构设计》135页
专知会员服务
13+阅读 · 6月13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
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
0+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
2+阅读 · 2015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
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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员