The Statistical Learning Theory (SLT) provides the foundation to ensure that a supervised algorithm generalizes the mapping $f: \mathcal{X} \to \mathcal{Y}$ given $f$ is selected from its search space bias $\mathcal{F}$. SLT depends on the Shattering coefficient function $\mathcal{N}(\mathcal{F},n)$ to upper bound the empirical risk minimization principle, from which one can estimate the necessary training sample size to ensure the probabilistic learning convergence and, most importantly, the characterization of the capacity of $\mathcal{F}$, including its underfitting and overfitting abilities while addressing specific target problems. However, the analytical solution of the Shattering coefficient is still an open problem since the first studies by Vapnik and Chervonenkis in $1962$, which we address on specific datasets, in this paper, by employing equivalence relations from Topology, data separability results by Har-Peled and Jones, and combinatorics. Our approach computes the Shattering coefficient for both binary and multi-class datasets, leading to the following additional contributions: (i) the estimation of the required number of hyperplanes in the worst and best-case classification scenarios and the respective $\Omega$ and $O$ complexities; (ii) the estimation of the training sample sizes required to ensure supervised learning; and (iii) the comparison of dataset embeddings, once they (re)organize samples into some new space configuration. All results introduced and discussed along this paper are supported by the R package shattering (https://cran.r-project.org/web/packages/shattering).


翻译:统计学习理论( SLT) 提供了基础, 以确保监督的算法对映射进行概括化 $f :\ mathcal{X}\ to mathcal{Y} $f : 从搜索空间偏差中选择 $\ mathcal{F}$。 SLT 取决于沙丁系数函数 $\ mathcal{N}(\ mathcal{F},n) 到经验风险最小化原则的上限, 由此可以估算必要的培训流化样本大小, 以确保学习的稳定性趋同, 最重要的是, 包括 $\ mathcal{F} 美元 的计算能力, 包括它在解决特定目标问题时的配差和配差能力。 然而, 沙丁系数的分析解决方案仍是一个未解决的问题, 因为Vapnik 和 Chervonenkis的首次研究 $962 引入了具体数据集, 我们在此文件中, 采用与Topetcology、 Har- Pele and Jones 和Controdustrateal rational ralalal ral ral ral ral ral ral 。

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