The logistic regression estimator is known to inflate the magnitude of its coefficients if the sample size $n$ is small, the dimension $p$ is (moderately) large or the signal-to-noise ratio $1/\sigma$ is large (probabilities of observing a label are close to 0 or 1). With this in mind, we study the logistic regression estimator with $p\ll n/\log n$, assuming Gaussian covariates and labels generated by the Gaussian link function, with a mild optimization constraint on the estimator's length to ensure existence. We provide finite sample guarantees for its direction, which serves as a classifier, and its Euclidean norm, which is an estimator for the signal-to-noise ratio. We distinguish between two regimes. In the low-noise/small-sample regime ($n\sigma\lesssim p\log n$), we show that the estimator's direction (and consequentially the classification error) achieve the rate $(p\log n)/n$ - as if the problem was noiseless. In this case, the norm of the estimator is at least of order $n/(p\log n)$. If instead $n\sigma\gtrsim p\log n$, the estimator's direction achieves the rate $\sqrt{\sigma p\log n/n}$, whereas its norm converges to the true norm at the rate $\sqrt{p\log n/(n\sigma^3)}$. As a corollary, the data are not linearly separable with high probability in this regime. The logistic regression estimator allows to conclude which regime occurs with high probability. Therefore, inference for logistic regression is possible in the regime $n\sigma\gtrsim p\log n$. In either case, logistic regression provides a competitive classifier.


翻译:逻辑回归估计量在样本量 $n$ 较小、维度 $p$(中等程度)较大或信噪比 $1/\sigma$ 较大(观测到标签的概率接近0或1)时,已知会膨胀其系数的幅度。基于此,我们研究在假设高斯协变量和由高斯链接函数生成的标签,并对估计量长度施加适度优化约束以确保存在性的条件下,当 $p\ll n/\log n$ 时的逻辑回归估计量。我们为其方向(作为分类器)和欧几里得范数(作为信噪比的估计量)提供了有限样本保证。我们区分两种情形。在低噪声/小样本情形($n\sigma\lesssim p\log n$)下,我们证明估计量的方向(进而分类误差)达到速率 $(p\log n)/n$——仿佛问题是无噪声的。此时,估计量的范数至少为 $n/(p\log n)$ 量级。若 $n\sigma\gtrsim p\log n$,则估计量的方向达到速率 $\sqrt{\sigma p\log n/n}$,而其范数以速率 $\sqrt{p\log n/(n\sigma^3)}$ 收敛于真实范数。作为推论,在此情形下数据以高概率不是线性可分的。逻辑回归估计量能高概率地确定出现哪种情形。因此,在 $n\sigma\gtrsim p\log n$ 情形下,逻辑回归的推断是可行的。无论哪种情况,逻辑回归都提供了一个有竞争力的分类器。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
45+阅读 · 2020年12月18日
专知会员服务
55+阅读 · 2020年9月7日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
106+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
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1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
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
3+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月11日
VIP会员
最新内容
深入Project Maven:为何人工智能在战场上依然失灵
专知会员服务
4+阅读 · 今天15:21
锻造未来士兵:外骨骼、基因工程与赛博格
专知会员服务
0+阅读 · 今天15:12
《无人机蜂群通信技术研究》50页
专知会员服务
4+阅读 · 今天14:55
战力倍增器:自主武器系统与乌克兰及加沙冲突
人工智能赋能战场情报:提速决策进程
专知会员服务
3+阅读 · 7月17日
《拥抱新兴技术:面向未来军官的教育革新》
专知会员服务
7+阅读 · 7月17日
相关VIP内容
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
45+阅读 · 2020年12月18日
专知会员服务
55+阅读 · 2020年9月7日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
106+阅读 · 2019年10月9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
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1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
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
3+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员