We present a hierarchy of semidefinite programs (SDPs) for the problem of fitting a shape-constrained (multivariate) polynomial to noisy evaluations of an unknown shape-constrained function. These shape constraints include convexity or monotonicity over a box. We show that polynomial functions that are optimal to any fixed level of our hierarchy form a consistent estimator of the underlying shape-constrained function. As a byproduct of the proof, we establish that sum-of-squares-convex polynomials are dense in the set of polynomials that are convex over an arbitrary box. A similar sum of squares type density result is established for monotone polynomials. In addition, we classify the complexity of convex and monotone polynomial regression as a function of the degree of the polynomial regressor. While our results show NP-hardness of these problems for degree three or larger, we can check numerically that our SDP-based regressors often achieve similar training error at low levels of the hierarchy. Finally, on the computational side, we present an empirical comparison of our SDP-based convex regressors with the convex least squares estimator introduced in [Hildreth, 1954] and [Holloway, 1979] and show that our regressor is valuable in settings where the number of data points is large and the dimension is relatively small. We demonstrate the performance of our regressor for the problem of computing optimal transport maps in a color transfer task and that of estimating the optimal value function of a conic program. A real-time application of the latter problem to inventory management contract negotiation is presented.


翻译:我们提出了一个半确定性程序( SDPs) 的等级, 用来应对形状受限制( 多变量) 的多式多元程序, 以适应对未知形状受限制功能的杂音评价。 这些形状限制包括一个框上的共性或单调。 我们显示, 与任何固定等级相比, 最优于我们等级的多式程序( SDPs) 的多式函数构成一个对形状受限制功能的一致估计。 作为证据的副产品, 我们确定, 形状受限制( 多变量) 的多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式程序( SDPs) 的问题在一组多式多式多式多式多式多式的多式多式多式程序( SDPstencial) 的问题中, 我们基于 SDP 的细式多式多式多式多式多式多式多式多式的多式多式多式多式多式多式的多式多式多式多式多式多式多式的多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式的多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多式多

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
73+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
专知会员服务
161+阅读 · 2020年1月16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
【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
103+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月29日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8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 · 2014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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年12月15日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月29日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8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
0+阅读 · 2014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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员