Many real-world classification tasks require predicting multiple labels per instance, necessitating the optimization of complex evaluation metrics such as the $F$-measure and Jaccard index. While the Empirical Utility Maximization (EUM) framework is natural for these population-level metrics, existing theoretical results are largely limited to asymptotic Bayes-consistency. In this paper, we develop principled learning algorithms for optimizing a broad class of generalized metrics within the EUM framework, grounded in the stronger notion of $H$-consistency. Our key contribution is the design of novel surrogate loss functions for multi-label learning that admit provable $H$-consistency bounds, enabling optimization with non-asymptotic guarantees tailored to the hypothesis class and finite samples. Crucially, we prove these combinatorially formulated surrogates decompose exactly, operating in strictly $O(l)$ time without approximations. Building on this foundation, we introduce MMO (Multi-Label Metric Optimization), a new family of algorithms for optimizing generalized linear-fractional metrics. We validate our approach through extensive experiments, demonstrating robust scalability and superior performance over state-of-the-art continuous baselines on large-scale datasets (MS-COCO, Reuters-21578) in high-sparsity, deep learning regimes. Our results offer both theoretical rigor and practical effectiveness for general multi-label metric optimization.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

《深度学习多标签学习》最新综述
专知会员服务
47+阅读 · 2024年1月31日
【AAAI2022】面向多标签分类的端到端概率标签特征学习
专知会员服务
32+阅读 · 2022年1月27日
专知会员服务
170+阅读 · 2021年8月3日
【斯坦福大学】Gradient Surgery for Multi-Task Learning
专知会员服务
47+阅读 · 2020年1月23日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
小样本学习(Few-shot Learning)综述
黑龙江大学自然语言处理实验室
28+阅读 · 2019年4月1日
深度学习中Attention Mechanism详细介绍:原理、分类及应用
深度学习与NLP
10+阅读 · 2019年2月18日
半监督多任务学习:Semisupervised Multitask Learning
我爱读PAMI
18+阅读 · 2018年4月29日
读书报告 | Deep Learning for Extreme Multi-label Text Classification
科技创新与创业
48+阅读 · 2018年1月10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
14+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 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
5+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
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 6月4日
Arxiv
21+阅读 · 2020年10月11日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
8+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
9+阅读 · 6月15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
14+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 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
5+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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员