PAC-Bayes learning is a comprehensive setting for (i) studying the generalisation ability of learning algorithms and (ii) deriving new learning algorithms by optimising a generalisation bound. However, optimising generalisation bounds might not always be viable for tractable or computational reasons, or both. For example, iteratively querying the empirical risk might prove computationally expensive. In response, we introduce a novel principled strategy for building an iterative learning algorithm via the optimisation of a sequence of surrogate training objectives, inherited from PAC-Bayes generalisation bounds. The key argument is to replace the empirical risk (seen as a function of hypotheses) in the generalisation bound by its projection onto a constructible low dimensional functional space: these projections can be queried much more efficiently than the initial risk. On top of providing that generic recipe for learning via surrogate PAC-Bayes bounds, we (i) contribute theoretical results establishing that iteratively optimising our surrogates implies the optimisation of the original generalisation bounds, (ii) instantiate this strategy to the framework of meta-learning, introducing a meta-objective offering a closed form expression for meta-gradient, (iii) illustrate our approach with numerical experiments inspired by an industrial biochemical problem.


翻译:PAC-Bayes学习是一个综合性框架,可用于(i)研究学习算法的泛化能力,以及(ii)通过优化泛化界推导新的学习算法。然而,出于可处理性或计算效率的考虑,优化泛化界并非总是可行的。例如,迭代查询经验风险的计算成本可能过高。为此,我们提出了一种基于原则的新策略,通过优化一系列源自PAC-Bayes泛化界的代理训练目标来构建迭代学习算法。其核心思路是将泛化界中的经验风险(视为假设的函数)替换为其在可构建的低维函数空间上的投影:这些投影的查询效率远高于原始风险。除了提供这种通过代理PAC-Bayes界进行学习的通用方法外,我们(i)建立了理论结果,证明迭代优化代理目标意味着对原始泛化界的优化;(ii)将该策略实例化到元学习框架中,提出了一个具有闭式元梯度表达式的元目标;(iii)通过受工业生化问题启发的数值实验展示了本方法的有效性。

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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
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
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
29+阅读 · 2022年3月28日
Max-Margin Contrastive Learning
Arxiv
18+阅读 · 2021年12月21日
Arxiv
10+阅读 · 2021年12月9日
Arxiv
18+阅读 · 2021年6月10日
Arxiv
10+阅读 · 2021年3月30日
Arxiv
32+阅读 · 2021年3月29日
Memory-Gated Recurrent Networks
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月24日
Arxiv
15+阅读 · 2018年2月4日
VIP会员
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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关论文
Arxiv
29+阅读 · 2022年3月28日
Max-Margin Contrastive Learning
Arxiv
18+阅读 · 2021年12月21日
Arxiv
10+阅读 · 2021年12月9日
Arxiv
18+阅读 · 2021年6月10日
Arxiv
10+阅读 · 2021年3月30日
Arxiv
32+阅读 · 2021年3月29日
Memory-Gated Recurrent Networks
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月24日
Arxiv
15+阅读 · 2018年2月4日
相关基金
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
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
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