Conventional statistical wisdom established a well-understood relationship between model complexity and prediction error, typically presented as a U-shaped curve reflecting a transition between under- and overfitting regimes. However, motivated by the success of overparametrized neural networks, recent influential work has suggested this theory to be generally incomplete, introducing an additional regime that exhibits a second descent in test error as the parameter count p grows past sample size n - a phenomenon dubbed double descent. While most attention has naturally been given to the deep-learning setting, double descent was shown to emerge more generally across non-neural models: known cases include linear regression, trees, and boosting. In this work, we take a closer look at evidence surrounding these more classical statistical machine learning methods and challenge the claim that observed cases of double descent truly extend the limits of a traditional U-shaped complexity-generalization curve therein. We show that once careful consideration is given to what is being plotted on the x-axes of their double descent plots, it becomes apparent that there are implicitly multiple complexity axes along which the parameter count grows. We demonstrate that the second descent appears exactly (and only) when and where the transition between these underlying axes occurs, and that its location is thus not inherently tied to the interpolation threshold p=n. We then gain further insight by adopting a classical nonparametric statistics perspective. We interpret the investigated methods as smoothers and propose a generalized measure for the effective number of parameters they use on unseen examples, using which we find that their apparent double descent curves indeed fold back into more traditional convex shapes - providing a resolution to tensions between double descent and statistical intuition.


翻译:传统的统计学理论建立了模型复杂度与预测误差之间清晰的关系,通常表现为一条U形曲线,反映欠拟合与过拟合之间的转变。然而,受过度参数化神经网络成功的启发,近期有影响力的工作认为该理论普遍不完整,并引入了一个新阶段——当参数数量p超过样本量n时,测试误差出现第二次下降,这一现象被称为“双重下降”。尽管大部分关注自然集中在深度学习领域,但研究表明双重下降在非神经网络模型中也普遍存在,已知案例包括线性回归、决策树和梯度提升。本文中,我们重新审视围绕这些经典统计机器学习方法的证据,并质疑其中观察到的双重下降是否真正突破了传统U形复杂度-泛化曲线的边界。我们证明,一旦仔细考量双重下降图中横轴的绘制内容,便会发现其中隐含着多条参数数量增长的复杂度轴。我们表明第二次下降恰好(且仅)在这些潜在轴之间的转换发生之时和之处出现,因此其位置并非固有地与插值阈值p=n相关。随后,我们通过采用经典非参数统计学视角获得进一步洞见。我们将所研究的方法解释为平滑器,并提出一个广义度量,用于衡量它们在未见样本上使用的有效参数数量。利用该度量,我们发现其看似双重下降的曲线确实折回为更传统的凸形曲线——从而化解了双重下降与统计学直觉之间的张力。

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
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
18+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
3+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
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年12月13日
Transformers in Remote Sensing: A Survey
Arxiv
25+阅读 · 2022年9月2日
Arxiv
15+阅读 · 2022年1月24日
VIP会员
最新内容
综述 | 从问答到任务完成:Agent系统与Harness设计
专知会员服务
1+阅读 · 今天16:54
Agentic RL:框架、实践与长程智能体训练
专知会员服务
1+阅读 · 今天16:52
重新思考无人机时代的生存能力
专知会员服务
5+阅读 · 今天7:44
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:28
在人工智能加速决策环境中拓展OODA循环
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:18
军事欺骗:供作战战术指挥官使用的工具
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:03
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
6+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
10+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
5+阅读 · 6月23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
18+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
3+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
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员