We consider prediction with expert advice for strongly convex and bounded losses, and investigate trade-offs between regret and "variance" (i.e., squared difference of learner's predictions and best expert predictions). With $K$ experts, the Exponentially Weighted Average (EWA) algorithm is known to achieve $O(\log K)$ regret. We prove that a variant of EWA either achieves a negative regret (i.e., the algorithm outperforms the best expert), or guarantees a $O(\log K)$ bound on both variance and regret. Building on this result, we show several examples of how variance of predictions can be exploited in learning. In the online to batch analysis, we show that a large empirical variance allows to stop the online to batch conversion early and outperform the risk of the best predictor in the class. We also recover the optimal rate of model selection aggregation when we do not consider early stopping. In online prediction with corrupted losses, we show that the effect of corruption on the regret can be compensated by a large variance. In online selective sampling, we design an algorithm that samples less when the variance is large, while guaranteeing the optimal regret bound in expectation. In online learning with abstention, we use a similar term as the variance to derive the first high-probability $O(\log K)$ regret bound in this setting. Finally, we extend our results to the setting of online linear regression.


翻译:我们考虑以专家咨询意见预测强烈的混和和受约束的损失,并调查遗憾和“逆差”(即学习者预测和最佳专家预测的平差)之间的权衡(即学习者预测和最佳专家预测的正差)之间的折中。在以美元专家为单位的网上批次分析中,我们发现,指数加权平均算法(EWA)算法(EWA)算法(EWA)算法(EWA)算法(EO(grogy)算法(即算法优于最佳专家),或保证由差异和遗憾构成的一美元(hlog K) 。在此结果的基础上,我们展示了几个例子,说明在学习过程中如何利用预测的差异。在网上选择性抽样中,我们设计了一种巨大的在线选择结果,在测试过程中,我们用一个类似的约束性模型来阻止在线分批转换早期的和超过最佳预测值的风险。当我们不考虑及早停止的时候,我们也恢复了模型选择组合的最佳比率。在对腐败损失进行在线预测时,我们展示腐败对遗憾的影响可以通过很大的差异来补偿。在网上大幅差异中进行补偿。在网上选择抽样中,我们最后设计一个测试时,在确定一个稳定的标定结果时,最后的标值值中,我们使用一个比。

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