A fundamental dichotomy in the theory of classification sets smoothness against statistical efficiency: smooth surrogate losses such as the logistic loss enable fast $O(1/T)$ optimization but yield slow square-root $H$-consistency bounds, while piecewise-linear losses like the Hinge loss achieve optimal linear $H$-consistency rates but are non-differentiable. We introduce Linear-Core (LC) Surrogates, the first family of explicit convex loss functions that provably resolve this tension. By stitching a linear core to a smooth tail, we construct surrogates that are differentiable everywhere ($C^1$, and even $C^2$ under mild conditions) while retaining strict linear $H$-consistency bounds, the strongest known form of consistency guarantee. We establish these linear bounds across three increasingly complex settings: binary classification, multi-class classification, and structured prediction. To our knowledge, this is the first explicit construction to simultaneously achieve smoothness and linear $H$-consistency in any of these settings. Beyond their theoretical appeal, Linear-Core Surrogates offer practical advantages. In multi-class classification, their constant gradient profile near the decision boundary provides natural robustness to instance-dependent label noise, outperforming Cross-Entropy by 2.6% on corrupted CIFAR-10. In structured prediction, their smoothness enables an unbiased stochastic gradient estimator that bypasses the $O(|Y|^2)$ per-step complexity of exact inference, yielding a 23$\times$ speedup over Structured SVMs on large-vocabulary sequence tagging tasks.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【Google】平滑对抗训练,Smooth Adversarial Training
专知会员服务
49+阅读 · 2020年7月4日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
非平衡数据集 focal loss 多类分类
AI研习社
33+阅读 · 2019年4月23日
自定义损失函数Gradient Boosting
AI研习社
14+阅读 · 2018年10月16日
论文浅尝 | 知识图谱问答中的层次类型约束主题实体识别
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
原创 | Attention Modeling for Targeted Sentiment
黑龙江大学自然语言处理实验室
25+阅读 · 2017年11月5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 · 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
0+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
0+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 · 2014年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
分层反无人机系统发展新趋势
专知会员服务
7+阅读 · 9月3日
何为协作武器?
专知会员服务
10+阅读 · 9月1日
《理解认知战:超越信息》
专知会员服务
14+阅读 · 9月1日
美国战争部在GenAI.mil上推出OpenAI的ChatGPT Mil
专知会员服务
9+阅读 · 8月31日
人工智能赋能军事维护:重新定义国防战备
专知会员服务
5+阅读 · 8月31日
《美陆军野战手册(2026年):特种部队》
专知会员服务
9+阅读 · 8月31日
相关VIP内容
【Google】平滑对抗训练,Smooth Adversarial Training
专知会员服务
49+阅读 · 2020年7月4日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17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
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
0+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
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
0+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 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员