Statistical machine learning models trained with stochastic gradient algorithms are increasingly being deployed in critical scientific applications. However, computing the stochastic gradient in several such applications is highly expensive or even impossible at times. In such cases, derivative-free or zeroth-order algorithms are used. An important question which has thus far not been addressed sufficiently in the statistical machine learning literature is that of equipping stochastic zeroth-order algorithms with practical yet rigorous inferential capabilities so that we not only have point estimates or predictions but also quantify the associated uncertainty via confidence intervals or sets. Towards this, in this work, we first establish a central limit theorem for Polyak-Ruppert averaged stochastic zeroth-order gradient algorithm. We then provide online estimators of the asymptotic covariance matrix appearing in the central limit theorem, thereby providing a practical procedure for constructing asymptotically valid confidence sets (or intervals) for parameter estimation (or prediction) in the zeroth-order setting.


翻译:在关键科学应用中,越来越多地使用经过随机梯度算法培训的统计机学习模型。然而,在几种此类应用中计算随机梯度非常昂贵,有时甚至不可能。在这种情况下,使用了无衍生物或零序算法。在统计机学习文献中迄今尚未充分解决的一个重要问题是,用实用但严格的推断能力装备随机零序算法,以便我们不仅有点估计或预测,而且通过信任间隔或套数量化相关的不确定性。为此,我们首先为Polyak-Ruppert平均零级偏差梯度算法设定了一个中心限值。然后,我们提供中央限值中出现的无源变量矩阵的在线估计器,从而为在零序设置中构建参数估计(或预测)的无源有效信任套(或间隔)提供一个实用程序。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
12+阅读 · 2021年10月12日
专知会员服务
14+阅读 · 2021年5月21日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
计算机经典算法回顾与展望——机器学习与数据挖掘
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年10月11日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18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
16+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Arxiv
0+阅读 · 2022年1月15日
Arxiv
0+阅读 · 2022年1月14日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
12+阅读 · 2021年10月12日
专知会员服务
14+阅读 · 2021年5月21日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
相关资讯
计算机经典算法回顾与展望——机器学习与数据挖掘
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年10月11日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18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
16+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员