Ridge regularized sparse regression involves selecting a subset of features that explains the relationship between a design matrix and an output vector in an interpretable manner. To select the sparsity and robustness of linear regressors, techniques like leave-one-out cross-validation are commonly used for hyperparameter tuning. However, cross-validation typically increases the cost of sparse regression by several orders of magnitude. Additionally, validation metrics are noisy estimators of the test-set error, with different hyperparameter combinations giving models with different amounts of noise. Therefore, optimizing over these metrics is vulnerable to out-of-sample disappointment, especially in underdetermined settings. To address this, we make two contributions. First, we leverage the generalization theory literature to propose confidence-adjusted variants of leave-one-out that display less propensity to out-of-sample disappointment. Second, we leverage ideas from the mixed-integer literature to obtain computationally tractable relaxations of confidence-adjusted leave-one-out, thereby minimizing it without solving as many MIOs. Our relaxations give rise to an efficient coordinate descent scheme which allows us to obtain significantly lower leave-one-out errors than via other methods in the literature. We validate our theory by demonstrating we obtain significantly sparser and comparably accurate solutions than via popular methods like GLMNet and suffer from less out-of-sample disappointment. On synthetic datasets, our confidence adjustment procedure generates significantly fewer false discoveries, and improves out-of-sample performance by 2-5% compared to cross-validating without confidence adjustment. Across a suite of 13 real datasets, a calibrated version of our procedure improves the test set error by an average of 4% compared to cross-validating without confidence adjustment.


翻译:岭正则化稀疏回归涉及选择解释设计矩阵与输出向量之间关系的可解释特征子集。为了选择线性回归器的稀疏性和鲁棒性,通常采用留一法交叉验证等技术进行超参数调优。然而,交叉验证通常会使稀疏回归的计算成本增加几个数量级。此外,验证指标是对测试集误差的有噪声估计,不同的超参数组合会赋予模型不同程度的噪声。因此,基于这些指标进行优化容易导致样本外失望,尤其是在欠定场景中。为解决这一问题,我们做出了两项贡献。首先,我们利用泛化理论文献,提出了置信度调整版的留一法,其表现出更低的样本外失望倾向。其次,我们借鉴混合整数文献中的思想,获得了置信度调整留一法的计算可处理松弛形式,从而在不求解大量MIOs的情况下最小化该指标。我们的松弛方法产生了一种高效的坐标下降方案,使我们能够获得比文献中其他方法显著更低的留一法误差。我们通过实验验证了理论:与GLMNet等流行方法相比,我们获得了显著更稀疏且精度相当的解,且样本外失望更少。在合成数据集上,我们的置信度调整程序生成的错误发现显著减少,与未使用置信度调整的交叉验证相比,将样本外性能提升了2-5%。在13个真实数据集的套件中,我们程序的校准版本与未使用置信度调整的交叉验证相比,平均将测试集误差降低了4%。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
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
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
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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+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 · 2023年8月16日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
5+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
4+阅读 · 6月17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
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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+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