We are motivated by the problem of providing strong generalization guarantees in the context of meta-learning. Existing generalization bounds are either challenging to evaluate or provide vacuous guarantees in even relatively simple settings. We derive a probably approximately correct (PAC) bound for gradient-based meta-learning using two different generalization frameworks in order to deal with the qualitatively different challenges of generalization at the "base" and "meta" levels. We employ bounds for uniformly stable algorithms at the base level and bounds from the PAC-Bayes framework at the meta level. The result of this approach is a novel PAC bound that is tighter when the base learner adapts quickly, which is precisely the goal of meta-learning. We show that our bound provides a tighter guarantee than other bounds on a toy non-convex problem on the unit sphere and a text-based classification example. We also present a practical regularization scheme motivated by the bound in settings where the bound is loose and demonstrate improved performance over baseline techniques.


翻译:我们的动机是在元学习方面提供强有力的一般化保障。现有的一般化约束在评估甚至相对简单的环境下都难以做到,或者提供空置的保障。我们利用两个不同的一般化框架获得一个大概大致正确的(PAC),用于梯度的元学习,以便应对在“基”和“元”两级普遍化的质的不同挑战。我们在基级和元级PAC-Bayes框架的范围内采用统一稳定的算法界限。这一方法的结果是,当基础学习者迅速适应时,这个新颖的PAC约束更加严格,这正是元学习的目标。我们表明,我们的约束提供了比其他约束更严格的保证,在单位域的微小非共性问题上,以及一个基于文本的分类示例。我们还提出了一个由约束在约束松散的环境中驱动的实际的规范化计划,并展示了相对于基线技术的改进性能。

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