Feature transformation aims to reconstruct an effective representation space by mathematically refining the existing features. It serves as a pivotal approach to combat the curse of dimensionality, enhance model generalization, mitigate data sparsity, and extend the applicability of classical models. Existing research predominantly focuses on domain knowledge-based feature engineering or learning latent representations. However, these methods, while insightful, lack full automation and fail to yield a traceable and optimal representation space. An indispensable question arises: Can we concurrently address these limitations when reconstructing a feature space for a machine-learning task? Our initial work took a pioneering step towards this challenge by introducing a novel self-optimizing framework. This framework leverages the power of three cascading reinforced agents to automatically select candidate features and operations for generating improved feature transformation combinations. Despite the impressive strides made, there was room for enhancing its effectiveness and generalization capability. In this extended journal version, we advance our initial work from two distinct yet interconnected perspectives: 1) We propose a refinement of the original framework, which integrates a graph-based state representation method to capture the feature interactions more effectively and develop different Q-learning strategies to alleviate Q-value overestimation further. 2) We utilize a new optimization technique (actor-critic) to train the entire self-optimizing framework in order to accelerate the model convergence and improve the feature transformation performance. Finally, to validate the improved effectiveness and generalization capability of our framework, we perform extensive experiments and conduct comprehensive analyses.


翻译:特征变换旨在通过对现有特征进行数学精炼来重构有效的表示空间。它是应对维度灾难、增强模型泛化能力、缓解数据稀疏性以及扩展经典模型适用性的关键方法。现有研究主要关注基于领域知识的特征工程或学习潜在表征。然而,这些方法虽富有洞见,但缺乏完全自动化,且无法产生可追踪且最优的表示空间。一个不可回避的问题由此产生:在为机器学习任务重构特征空间时,我们能否同时解决这些局限性?我们的初步工作通过引入一种新颖的自优化框架,向这一挑战迈出了开创性的一步。该框架利用三个级联强化代理的强大能力,自动选择候选特征和操作,以生成改进的特征变换组合。尽管取得了显著进展,但其有效性和泛化能力仍有提升空间。在这篇扩展期刊版本中,我们从两个不同但相互关联的角度推进了初步工作:1) 我们提出对原始框架进行改进,集成了一种基于图的状态表示方法以更有效地捕捉特征交互,并开发了不同的Q学习策略以进一步减轻Q值过高估计问题。2) 我们利用一种新的优化技术(演员-评论家)来训练整个自优化框架,以加速模型收敛并提升特征变换性能。最后,为了验证框架改进后的有效性和泛化能力,我们进行了大量实验并开展了全面分析。

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
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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
0+阅读 · 2017年12月31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
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
0+阅读 · 2014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
Arxiv
38+阅读 · 2021年8月31日
Arxiv
35+阅读 · 2021年1月27日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | CFPO:用反事实策略优化提升多模态推理
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:45
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:43
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:31
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:11
《人工智能生成的零日漏洞:对未来作战的影响》
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
8+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
0+阅读 · 2017年12月31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
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
0+阅读 · 2014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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员